Progettazione e implementazione di un protocollo MAC per reti di sensori orientato al ricevitore con periodo di attività dinamico

A wireless sensor network is a specific kind of wireless network, consisting of a number of small sized devices with limited computational power, which are able to communicate among them with short range wireless technology and to monitor physical and environmental conditions. Because of the broadcast medium of communication, one of the main problems is to regulate the access to the shared medium. The rules which regulate such access define the Medium Access Control (MAC) protocol. In this thesis a MAC protocol for wireless sensor networks has been planned and implemented, which is able to reduce energy consumption, compared with traditional MAC protocols. The designed protocol, ROAD (Received Oriented Access with Dynamic active zone), combines the new idea of using time slots for reception, instead of transmission, with a dynamic management of activity periods, according to the network traffic.

Le reti di sensori sono una particolare tipologia di reti wireless ad hoc, in cui molteplici nodi sensori di dimensioni ridotte e limitata potenza di calcolo sono in grado di comunicare tra loro tramite tecnologia wireless a corto raggio e di monitorare diversi parametri ambientali. Dato che il mezzo di comunicazione utilizzato è di tipo broadcast, uno dei principali problemi è gestire in maniera opportuna l’accesso al mezzo condiviso. Le regole che gestiscono la condivisione del canale costituiscono il protocollo di accesso al mezzo, più semplicemente detto protocollo MAC (Medium Access Control). In questo lavoro di tesi è stato progettato e implementato un protocollo di accesso al mezzo per reti di sensori in grado di ridurre il consumo energetico rispetto ai protocolli MAC proposti in letteratura. Il protocollo ideato, ROAD (Received Oriented Access with Dynamic active zone), unisce all’aspetto innovativo di utilizzare gli slot per la ricezione, anziché per la trasmissione, una gestione dinamica dei periodi di attività sulla base del traffico presente in rete.