Energy Efficient Code Updates in Wireless Sensor Networks: validation and enhancement of the GCP protocol
Authors
Finderup, Peter ; Birk Abildgaard, Thomas ; Backys, Robertas
Term
2. term
Education
Publication year
2010
Submitted on
2010-05-31
Pages
106
Abstract
Trådløse sensornetværk (WSN'er) består af mange små enheder (sensornoder), som er spredt ud for at måle på flere forskellige steder, ofte i svært tilgængelige eller farlige omgivelser som gletsjere eller slagmarker. Efter udsendelse kan softwaren have behov for opdateringer for at rette fejl, justere parametre eller tilføje forbedringer. At indsamle hver node fysisk er upraktisk, så opdateringer må ske trådløst. Samtidig har hver node meget begrænset energi, typisk fra et batteri der sjældent kan udskiftes, så processen skal være energieffektiv. Denne afhandling fokuserer på energieffektive trådløse kodeopdateringer i WSN'er. Vi beskriver og implementerer Gossip-based Code Propagation (GCP), en protokol der distribuerer ny software ved at lade noder videresende opdateringer til nabonoder på en gossip-lignende måde. Under arbejdet identificerer vi uklare dele og begrænsninger i protokollens specifikation. Vi præsenterer dernæst en udvidelse med en pålidelighedsmekanisme, så opdateringer kan gennemføres selv ved upålidelig kommunikation. Vi forbedrer også udnyttelsen af tokens, små kontrolmarkører der styrer, hvornår noder må videresende opdateringer, for bedre belastningsbalancering i tætte netværk. Til slut sammenligner vi ydeevnen af den oprindelige GCP og vores udvidelse ved distribution af kodeopdateringer i et WSN.
Wireless Sensor Networks (WSNs) are made up of many small devices (sensor nodes) spread across an area to take measurements in multiple places, often in remote or hazardous locations such as glaciers or battlefields. After deployment, their software may need updates to fix errors, adjust parameters, or add improvements. Physically collecting every node is impractical, so updates must be delivered wirelessly. Each node has very limited energy, often from a battery that cannot be replaced, so the update process must be energy-efficient. This thesis focuses on energy-efficient wireless code updates in WSNs. We describe and implement the Gossip-based Code Propagation (GCP) protocol, which distributes new software by letting nodes forward updates to nearby nodes in a gossip-like manner. In doing so, we identify ambiguities and limitations in the protocol specification. We then propose an extension that adds a reliability mechanism so updates can succeed even when communication is unreliable. We also improve the use of tokens—small control markers that govern when nodes may forward updates—to achieve better load balancing in dense networks. Finally, we compare the performance of the original GCP and our extension when distributing code updates in a WSN.
[This abstract was generated with the help of AI]
Keywords
Documents