Abstract
In many applications of wireless sensor networks, sensed data can be classified either normal or urgent data according to its time criticalness. Normal data such as periodic monitoring is loss and delay tolerant, but urgent data such as fire alarm is time critical and should be transferred to a sink with reliable. In this paper, by exploiting these data characteristics, we propose a novel energy-efficient data-aware routing protocol for wireless sensor networks, which provides a high reliability for urgent data and energy efficiency for normal data. In the proposed scheme, in order to enhance network survivability and reliability for urgent data, each sensor node forwards only urgent data when its residual battery level is below than a threshold. Also, the proposed scheme uses different data delivery mechanisms depending on the data type. The normal data is delivered to the sink using a single-path-based data forwarding mechanism to improve the energy-efficiency. Meanwhile, the urgent data is transmitted to the sink using a directional flooding mechanism to guarantee high reliability. Simulation results demonstrate that the proposed scheme could significantly improve the network lifetime, along with high reliability for urgent data delivery.
센서 네트워크의 많은 응용분야에서 센서 노드가 감지하는 데이터는 긴급성에 따라 크게 일반 데이터와 긴급 데이터로 분류할 수 있다. 주기적인 상황 모니터링과 같은 일반 데이터는 손실이나 지연을 어느 정도 허용할 수 있는 반면에, 화재 경보와 같은 긴급 데이터는 손실 없이 실시간적으로 전달이 이루어져야 한다. 본 논문에서는 이와 같은 데이터의 특성에 따라, 긴급 데이터의 전달 신뢰도를 높이면서 일반 데이터 전달의 에너지 효율을 고려한, 무선 센서 네트워크를 위한 에너지 효율적인 데이터 인지 라우팅 프로토콜을 제안한다 제안한 방안은 크게 두 가지 아이디어로 되어 있다. 첫째, 긴급 데이터에 대한 네트워크 생존율과 신뢰도를 향상시키기 위해, 각 센서 노드는 자신의 배터리 잔여량이 임계치 이하로 떨어지면 긴급 데이터만 전달하게 된다. 둘째, 긴급 데이터에 대한 전달 신뢰도를 높이고, 일반 데이터 전달의 에너지 소모를 줄이기 위해 데이터 종류에 따라 차별화된 전달 방법을 사용한다. 규칙적으로 발생하는 일반 데이터는 에너지 효율성을 증가시키기 위해 단일 경로 기반의 데이터 전달 방안을 사용하며, 긴급 데이터는 높은 신뢰성을 보장하기 위해 방향성 플러딩 방법을 사용해 싱크로 전달한다. 시뮬레이션을 통해 제안 방안이 긴급 데이터 전송에 있어 높은 신뢰성을 보장하면서, 일반 데이터 전달의 에너지 소모를 줄여 네트워크 생존율을 크게 증가시킬 수 있음을 보였다.
