A self-healing framework for WSNs : detection and recovery of faulty sensor nodes and unreliable wireless links

Proponemos un marco conceptual para acoplar técnicas de auto-organización y técnicas de autocuración. A este marco se le llama de auto-curación y es capaz de hacer frente a enlaces inalámbricos inestables y nodos defectuosos. Dividimos el marco en dos componentes principales: la auto-organización y...

Full description

Autores:
Tipo de recurso:
doctoralThesis
Fecha de publicación:
2018
Institución:
Pontificia Universidad Javeriana
Repositorio:
Repositorio Universidad Javeriana
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.javeriana.edu.co:10554/44840
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10554/44840
https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.44840
Palabra clave:
Redes de sensores inalámbricos
Auto-curación
Auto-organización
Wireless sensor networks
Self-healing
Self-organization
Doctorado en ingeniería - Tesis y disertaciones académicas
Redes de sensores inalámbricos
Sistemas de comunicación inalámbrica
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Díaz Salas, Sergio Andrés
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description Proponemos un marco conceptual para acoplar técnicas de auto-organización y técnicas de autocuración. A este marco se le llama de auto-curación y es capaz de hacer frente a enlaces inalámbricos inestables y nodos defectuosos. Dividimos el marco en dos componentes principales: la auto-organización y auto-curación. En el componente de auto-organización, nosotros construimos una topología de árbol que determine las rutas hacia el sumidero. En el componente de auto-curación, la topología del árbol se adapta a ambos tipos de fallas siguiendo tres pasos: recopilación de información, detección de fallas, y la recuperación de fallos. En el paso de recopilación de información, los nodos determinan el estado actual de la red mediante la recopilación de información de la capa MAC. En el paso de detección de fallas, los nodos analizan la información recopilada y detectan nodos/enlaces defectuosos. En el paso de recuperación de fallos, los nodos recuperan la topología del árbol mediante la sustitución de componentes defectuosos con redundantes (es decir, componentes de respaldo). Este marco permite una red con resiliencia que se recupera sin agotar los recursos de la red.
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En el componente de auto-curación, la topología del árbol se adapta a ambos tipos de fallas siguiendo tres pasos: recopilación de información, detección de fallas, y la recuperación de fallos. En el paso de recopilación de información, los nodos determinan el estado actual de la red mediante la recopilación de información de la capa MAC. En el paso de detección de fallas, los nodos analizan la información recopilada y detectan nodos/enlaces defectuosos. En el paso de recuperación de fallos, los nodos recuperan la topología del árbol mediante la sustitución de componentes defectuosos con redundantes (es decir, componentes de respaldo). Este marco permite una red con resiliencia que se recupera sin agotar los recursos de la red.We propose a conceptual framework for putting together self-organizing and self-healing techniques. This framework is called the self-healing framework and it is capable of coping with unstable wireless links and faulty nodes. We divide the framework into two major components: selforganization and self-healing. In the self-organization component, we build a tree topology that determines routing paths towards the sink. In the self-healing component, the tree topology copes with both types of failures by following three steps: information collection, fault detection, and fault recovery. In the information collection step, the nodes determine the current status of the network by gathering information from the MAC layer. In the fault detection step, the nodes analyze the collected information and detect faulty nodes/links. In the fault recovery step, the nodes recover the tree topology by replacing the faulty components with redundant ones (i.e., backup components). This framework allows a resilient network that recovers itself without depleting the network resources.Doctor en IngenieríaDoctoradoPontificia Universidad JaverianaDoctorado en IngenieríaFacultad de IngenieríaMéndez Chaves, Diego2019-08-26T12:47:15Z2020-04-15T13:53:59Z2019-08-26T12:47:15Z2020-04-15T13:53:59Z2018http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctoradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionPDFapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10554/44840https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.44840instname:Pontificia Universidad Javerianareponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javerianarepourl:https://repository.javeriana.edu.cospaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessDe acuerdo con la naturaleza del uso concedido, la presente licencia parcial se otorga a título gratuito por el máximo tiempo legal colombiano, con el propósito de que en dicho lapso mi (nuestra) obra sea explotada en las condiciones aquí estipuladas y para los fines indicados, respetando siempre la titularidad de los derechos patrimoniales y morales correspondientes, de acuerdo con los usos honrados, de manera proporcional y justificada a la finalidad perseguida, sin ánimo de lucro ni de comercialización. De manera complementaria, garantizo (garantizamos) en mi (nuestra) calidad de estudiante (s) y por ende autor (es) exclusivo (s), que la Tesis o Trabajo de Grado en cuestión, es producto de mi (nuestra) plena autoría, de mi (nuestro) esfuerzo personal intelectual, como consecuencia de mi (nuestra) creación original particular y, por tanto, soy (somos) el (los) único (s) titular (es) de la misma. Además, aseguro (aseguramos) que no contiene citas, ni transcripciones de otras obras protegidas, por fuera de los límites autorizados por la ley, según los usos honrados, y en proporción a los fines previstos; ni tampoco contempla declaraciones difamatorias contra terceros; respetando el derecho a la imagen, intimidad, buen nombre y demás derechos constitucionales. Adicionalmente, manifiesto (manifestamos) que no se incluyeron expresiones contrarias al orden público ni a las buenas costumbres. En consecuencia, la responsabilidad directa en la elaboración, presentación, investigación y, en general, contenidos de la Tesis o Trabajo de Grado es de mí (nuestro) competencia exclusiva, eximiendo de toda responsabilidad a la Pontifica Universidad Javeriana por tales aspectos. Sin perjuicio de los usos y atribuciones otorgadas en virtud de este documento, continuaré (continuaremos) conservando los correspondientes derechos patrimoniales sin modificación o restricción alguna, puesto que, de acuerdo con la legislación colombiana aplicable, el presente es un acuerdo jurídico que en ningún caso conlleva la enajenación de los derechos patrimoniales derivados del régimen del Derecho de Autor. De conformidad con lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 y el artículo 11 de la Decisión Andina 351 de 1993, “Los derechos morales sobre el trabajo son propiedad de los autores”, los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e inalienables. En consecuencia, la Pontificia Universidad Javeriana está en la obligación de RESPETARLOS Y HACERLOS RESPETAR, para lo cual tomará las medidas correspondientes para garantizar su observancia.http://purl.org/coar/access_right/c_abf2reponame:Repositorio Universidad Javerianainstname:Pontificia Universidad Javerianainstacron:Pontificia Universidad Javeriana2022-04-29T19:23:52Z