دانلود ترجمه مقاله خود همگام سازی در کاربردهای اینترنت اشیا (IoT)

1. مقدمه 2. پژوهش های مرتبط: طرح های همگام سازی 3. طرح اسلات پخش پیام ضروری (EBS) 4. دینامیک های حالت همگام سازی EBS 5. پارامترهای پیکربندی EBS 6. جزئیات پیاده سازی بستر تست EBS 7. راه اندازی آزمایشی و نتایج 8. خلاصه

مقدمه: شبکه‌های سیستم‌های تعبیه‌شده بی‌سیم با توان پایین نقش مهمی در سازگاری موفقیت‌آمیز اینترنت اشیاء دارند و با توجه به کاربردهای خود از اتومبیل‌های هوشمند و شهرها تا کشاورزی دقیق، توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. گره‌های انتهایی (دستگاه‌های جاسازی‌شده) این شبکه‌ها دارای منابع محدود هستند. برای مثال، گره‌های M2M یا حس‌گر از ارتباطات بی‌سیم از رادیوهای کم توان مانند بلوتوث [1] و زیگبی [2] استفاده می‌کنند. این رادیوهای کم توان دارای محدوده ارتباطی محدودی هستند که تا 100 متر می‌تواند گسترده باشد و سرعت داده‌ها تا چند صد کیلوبیت در ثانیه است. طراحی و نگهداری این شبکه‌ها با توجه به دو محدودیت عمده با چالش‌هایی مواجه است: استفاده از باتری و ارتباطات با تلفات زیاد [3] - [5]. تحقیق پیش رو چندین راه‌حل برای طراحی شبکه‌های قدرتمند و کارآمد را پیشنهاد کرده است. می‌توان یک شبکه چندمنظوره برای غلبه بر محدوده کم ارتباط رادیویی پیشنهاد داد، که در آن‌ یک داده گره منبع به گره مقصد از طریق گره‌های میانی منتقل می‌شود. علاوه بر این، از کارکرد چرخه کار می‌توان برای بهینه‌سازی مصرف باتری استفاده کرد و طول عمر شبکه را افزایش داد [6] - [8]. در شبکه‌های چرخه کار، یک گره به حالت معمولی خواب می‌رود تا انرژی باتری را حفظ کند. با ترکیب گره‌های کار و شبکه‌های چندمرحله‌ای (DCM) می‌توان تحویل داده انرژی را در یک شبکه بزرگ سنجش به دست آورد. حال، چالش پیش رو این است که شبکه‌های DCM بالاسری‌های اضافی خود را عمدتاً به دو روش تأمین می‌کنند. ابتدا باید یک برنامه زمانی هماهنگ سازگار با کارایی مناسب برای هماهنگ کردن اسلات ارتباطی برای گره‌های چرخه کار مورد استفاده قرار گیرد. روش دوم به این صورت است که کاراکتر DCM باعث کاهش توان کل شبکه در شبکه از طریق مجموع پیام‌های ایجادشده گره، پیام‌های ارسال‌شده و پیام‌ها کنترل می‌شود. این اتفاق به این دلیل می‌افتد که یک گره باید پیام‌ها را به گره‌های مجاور خود منتقل کند و پیام‌های تولیدشده خود را فقط در یک دوره فعالیت کوتاه دریافت کند. علاوه بر این، ویژگی DCM چالش‌های بیشتری را به دلیل حضور لینک‌های غیرقابل‌اعتماد بی‌سیم و پهنای باند محدود، ایجاد می‌کند. ازاین‌رو، مکانیسم‌های مدیریت مسیر مؤثر در شبکه‌های DCM مرکزی هستند. مدیریت مسیر و فنّاوری‌های DCM به‌منظور به حداکثر رساندن طول عمر شبکه در یک هزینه ثابت انجام می‌شود. مکانیزم های مدیریت مسیر از پیام‌های کنترل استفاده می‌کنند که ترافیک اضافی را تشکیل می‌دهند. علاوه بر این، چرخه کار گره موجب صرفه‌جویی در انرژی می‌شود، اما علاوه بر این بالاسری‌های مدیریتی نیز برای اطمینان از گره‌ها برنامه‌های خواب-بیداری هماهنگ می‌شود. تعدادی از الگوریتم‌های هماهنگ‌سازی زمان متمرکز برای دستیابی به هماهنگی زمانی شبکه‌های بی‌سیم با توان کم ارائه‌شده است [9] - [11].

INTRODUCTION: Networks of low-power wireless embedded systems play an important role in the successful adaptation of the heterogeneous components in Internet of Things and have gained wide attention because of their applications ranging from smart cars and cities to precision agriculture. The endnodes (embedded devices) of these networks are resource constrained. For example, M2M or Sensor nodes make use of low-power radios such as Bluetooth [1] and Zigbee [2] for wireless communication. These low-power radios have a limited communication range, up to 100 meters, and data rate of a few hundred kilo-bits per second. Both design and maintenance of these networks are challenging [3]–[5] because of two major constraints: battery-power-usage and lossy communication. Recent work has proposed a number of solutions for designing energy efficient and robust networks. One can consider a multi-hop networking to overcome the radio’s low communication range, where a source node’s data is delivered to the destination node through intermediate nodes. Moreover, duty-cycling can be used to optimize battery-power-usage and lengthen the network’s lifetime [6]–[8]. In duty-cycle networks, a node goes into a regular sleep mode to conserve the battery power. Combining both duty-cycled nodes and Multi-hop (DCM) networking, one can obtain an energy efficient data delivery in a large size network. The challenge is that DCM networks bring its additional overheads mainly in two ways. First, an efficient time-synchronization scheme must be put in place to coordinate communication slot for the duty-cycled nodes. Secondly, DCM character reduces a node’s overall network throughput which is the sum of node’s self-generated messages, forwarded messages and control messages. This occurs because a node has to forward messages to its neighbors along with its self-generated messages in only a short wake-up period. Moreover, the DCM character introduces further challenges due to the presence of unreliable wireless links and limited bandwidth. Hence, efficient route management mechanisms are central to DCM networks. Route management and DCM techniques aim to maximize network lifetime but at a cost. Route management mechanisms make use of control messages, which constitute extra traffic. Further, the node’s duty cycling saves energy but also incurs management overheads to ensure nodes synchronize sleep-awake schedules. A number of centralized time synchronization algorithms have been proposed to achieve time coordination for low-power wireless networks [9]–[11].

بخشی از ترجمه مقاله (صفحه 6 فایل ورد ترجمه)