Experimental evaluation of communication protocols for wireless sensor networks

Abstract

Para conseguir que el Internet de las Cosas sea una realidad, es necesario seguir investigando acerca de los problemas esenciales, como el rendimiento de dichas redes. La investigación sobre el rendimiento suele hacerse basándose en redes de sensores simuladas, pero resulta muy difícil emular los efectos que aparecen en las comunicaciones radio reales. Por este motivo se estudian en la presente tesis algunos aspectos específicos del rendimiento de redes basadas en comunicaciones radio reales. Se han desarrollado y probado diferentes técnicas para medir el ratio de paquetes recibidos, latncia de paquetes y consumo de potencia eléctrica, como los nodos Zolertia Z1 empleando el sistema operativo Contiki. Con estas técnicas se ha profundizado en el conocimiento acerca del funcionamiento de los protocolos empleados en la gestión de la actividad radio y de los protocolos que ceden el acceso al medio compartido. De este modo se ha podido llegar a comprender mejor cuál es la interacción de las capas más bajas con las capas superiores, requeridas para integrar completamente las cosas en la internet global.

To transform the Internet of Things from a dream to reality, a lot more research in essential issues, such as performance, is needed. Performance research is often done on simulated networks but those can seldom emulate all the hard to predict effects that appear in real-world wireless communications. This is why in the present thesis some specific performance issues were studied experimentally on real radio networks. Different techniques to measure packet delivery ratios, packet latency and power usage were developed and tested with Zolertia Z1 motes running the Contiki operating system. With these techniques more insight into the functioning or radio duty cycling and medium access protocols was obtained which allowed a better understanding of the interactions of these protocols with the higher layers required to fully integrate things into the global internet.