توصيفگر ها :
اينترنت اشيا، , بلوتوث كم مصرف , بلوتوث مش , روش سيل آساي جهت دار
چكيده فارسي :
استاندارد بلوتوثكممصرف در سال 2010، به منظور رسيدگي به رشد سريع موارد استفاده شده در زمينه اينترنت اشيا معرفي شد. اين استاندارد به لطف سادگي، كم‌مصرف بودن وكم‌هزينه بودن جايگاه خوبي در اينترنت اشيا به دست‌آورده است. در حال حاضر بلوتوث كم‌مصرف تقريباً در تمامي گوشي‌هاي هوشمند، تبلت‌ها و رايانه‌ها وجود دارد. با اين حال، چيزي‌كه بلوتوثكممصرف از ابتدا فاقد آن بود، قابليت پشتيباني از توپولوژي چندبه‌چند بود كه اين توپولوژي به عنوان شبكه مش شناخته مي‌شد. دراين توپولوژي، چندين دستگاه بلوتوثكممصرف مي‌توانند بسته‌ها را به يكديگر ارسال كنند. همه اين‌ها در جولاي 2017 زماني‌كه بلوتوث SIG استاندارد بلوتوث مش را منتشر كرد، تغيير كرد. استاندارد بلوتوث مش براي ارسال پيام از روش سيل‌آسا استفاده كرده است. مزاياي روش سيل‌آسا سادگي، افزونگي و عدم نياز به محاسبه جداول مسيريابي است. در اين روش هرپيام جديد توسط چندين گره بازپخش‌كننده ارسال مي‌شود. تعداد گره‌هاي بازپخش‌كننده و ارسال‌هاي مجدد بايد در اين روش درست تنظيم شود تا ازدحام شبكه كنترل شود و همچنين منجر به از دست رفتن بسته‌ها و تاخير‌هاي زياد نشود. در صورت مديريت نشدن مواردگفته شده در اين روش، مصرف زياد انرژي و ازدحام بالا را به همراه دارد كه اصلي‌ترين اشكال روش سيل‌آسا است.
هدف اين پژوهش ارائه يك راهكار براي بهبود داده پراكني در شبكه بلوتوث مش مي‌باشد. اين راهكار، بررسي روش سيل‌آساي جهت‌دار است كه باعث كاهش ترافيك و ازدحام شبكه مي‌شود و ارسال‌هاي مجدد را كنترل مي‌كند. براي اين كار يك شرط براي دريافت بسته‌ها در نظرگرفته شده است كه هر بسته توسط گره بازپخش‌كننده ارسال نشود. در اين روش، بسته‌ها در تمامي جهات ارسال نمي‌شوند، بلكه بسته‌ها در جهت رسيدن به گره پاياني ارسال مي‌شوند. اين روش براي شبكه‌هاي چند‌به‌يك و تعداد داده بالا بسيار كارآمد است. بايد توجه داشت كه محدود شدن دفعات ارسال بسته در شبكه نبايد باعث كاهش مقدار افزونگي و قابليت اطمينان در شبكه شود، بنابراين بايد كنترل شود. براي كنترل افزونگي از دو مدل تحمل خطا استفاده شده است. عملكرد روش پيشنهادي با استفاده از شبيه‌ساز BMSim كه براي شبيه‌سازي شبكه‌هاي بلوتوث مش نوشته شده است، بررسي شده است. نتايج روش پيشنهادي با روش سيل‌آساي مديريت شده قياس مي‌شود. نتايج حاصل ازشبيه‌سازي در يك سري از آزمايشات، نشان دهنده كاهش تاخير 66٪ نسبت به روش سيل‌آساي مديريت شده در بلوتوث مش مي‌باشد. همچنين اين روش در كاربرد‌هايي كه داراي يك مقصد مي‌باشد و داده بالايي دارند، كارآمد است در صورتي كه روش سيل‌آساي مديريت شده در اين برنامه‌ها كارآمد نيست و نمي‌تواند عملكرد قابل قبولي را ارائه دهد.
چكيده انگليسي :
The Bluetooth Low Energy standard was introduced in 2010 to address the rapid growth of Internet of Things (IoT) applications. Thanks to its simplicity, low consumption and low cost, this standard has gained a good attention in the Internet of Things. Bluetooth Low Energy is now available in almost all smartphones, tablets and computers. However, what Bluetooth Low Energy lacked from the beginning was the ability to support a many-to-many topology, known as a mesh network. In this topology, several devices can send packets to each other. That all changed in July 2017 when the Bluetooth SIG released the Bluetooth Mesh standard. The Bluetooth mesh standard uses a flooding method to disseminate messages. The advantages of the flood method are its simplicity, built-in redundancy and no need to calculate routing tables. In this method, each new message is sent by several relay nodes. The number of relay nodes and retransmissions should be properly adjusted in this method to control network congestion and to avoid packet losses and high delays. If the things mentioned in this method are not managed, it may leads to high energy consumption and high congestion, which are the main problems of the flooding method.
The aim of this research is to provide a solution to improve data dissemination in the Bluetooth mesh network. This solution explores the method of directed flooding, which reduces traffic and network congestion and controls retransmissions. For this purpose, a condition for processing the received packets is considered by which not every packet is forwarded by the relay node. In this method, packets are not propagated in all directions, but they are flooded only toward the end node. This method is very efficient for many-to-one networks when the traffic load is high. It should be noted that limiting the frequency of sending packets in the network should not reduce the reliability of the network offered by the redundancy in the network. Thus, it should be controlled. The performance of the proposed method has been investigated using the BMSim simulator, which is written to simulate Bluetooth mesh networks. The results of the proposed method are compared with the managed flood controling method. The simulation results in a series of experiments show a reduction of up to 66% compared to the managed flooding method in the improved Bluetooth mesh network delay. Also, this method is efficient in applications that have a destination and have high data load, in which the managed flooding method is not efficient and cannot provide acceptable performance.
