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Misura delle prestazioni di una rete di sensori IEEE 802.15.4 con CSMA-CA in presenza di interferenze

Le reti di sensori rappresentano un nuovo modello di rete che sfrutta le capacità di elaborazione dei nodi, le dimensioni ridotte dei dispositivi e la possibilità di comunicare via radio per poter essere inserite in un qualsiasi contesto dove vi è la necessità di monitorare un sistema. Il canale radio però è un mezzo trasmissivo con caratteristiche variabili nel tempo, la trasmissione del segnale può risultare ottima in alcuni momenti mentre può essere scadente o addirittura compromessa pochi istanti dopo. Altri dispositivi possono trasmettere il loro segnale nella stessa banda di frequenze della rete di sensori causando un’interferenza; anche un forno a microonde, considerando le elevate potenze di lavoro, può disturbare il canale radio. Lo scopo della tesi è quello di misurare come variano le prestazioni di una rete di sensori IEEE 802.15.4 quando sono presenti interferenze di diversa natura. Si è utilizzata una particolare configurazione costituita da un nodo master che interroga un nodo slave ad intervalli di tempo regolari. La topologia della rete influisce in maniera pesante sul comportamento del sistema, quindi questa tesi può essere considerata come un punto di partenza per studi più esaustivi che considerino differenti configurazioni e strutture più complesse.

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Introduzione Negli ultimi anni i passi in avanti nella miniaturizzazione, nella progettazione di circuiti a basso consumo e l'ottimo livello di efficienza raggiunto dai dispositivi di comunicazione a onde radio hanno reso possibile una nuova prospettiva tecnologica: le reti di sensori. Queste reti combinano le capacità di raccogliere informazioni dall'esterno, effettuare delle elaborazioni e comunicare attraverso un ricetrasmettitore per realizzare una nuova forma di rete, che può essere installata all'interno di un ambiente fisico sfruttando le dimensioni ridotte dei dispositivi che la compongono e il loro basso costo. Questi dispositivi vengono collocati all'interno dell'area dove si verifica il fenomeno che si intende analizzare o nelle sue immediate vicinanze. In questa tesi sono state eseguite delle misure su una particolare rete di sensori IEEE 802.15.4 per valutare il comportamento del sistema quando viene irradiato con disturbi di vario tipo, sia in banda che fuori banda, sia continui che intermittenti. Commercialmente i due potenziali standard che possono creare interferenze sulla rete IEEE 802.15.4 sono IEEE 802.15.1 (Bluetooth) e IEEE 802.11b/g (WiFi). La rete sotto test è decisamente statica: un nodo master si occupa di raccogliere i dati misurati da un nodo slave a intervalli di tempo regolari. La semplicità di questa topologia è utile per poter dare un’interpretazione dei risultati delle misure effettuate. In alcuni casi l’estensione dei risultati ottenuti ad un sistema composto da più slave è ovvio, in altri invece è più complesso e potrebbe essere oggetto di lavori futuri. Il lavoro della tesi è così strutturato: 13

Tesi di Laurea

Facoltà: Ingegneria

Autore: Mirko Cappelletto Contatta »

Composta da 117 pagine.

 

Questa tesi ha raggiunto 941 click dal 24/09/2009.

Disponibile in PDF, la consultazione è esclusivamente in formato digitale.