umu.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Meshnetwork of wireless IoT sensors
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Physics.
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Meshnätverk av trådlösa IoT sensorer (Swedish)
Abstract [en]

The Internet of things is a scenario where devices such as lighting, household appliances, sensors etc. are connected and communicate with each other via Internet. This puts a demand for a good infrastructure around these devices. One way to handle this is to use radio as a means of communication and let the devices forward each other's traffic in what is known as a mesh network.

This thesis explores different radio standards that can be used to create a mesh network for sensors. Two different approaches to mesh networking using Bluetooth Low Energy was implemented and evaluated. One approach works by letting all devices broadcast every message they receive, a rather brute force approach. The other approach worked by letting the network find routes between all the nodes in the network and then establishes a connection between the nodes that want to communicate via intermediate nodes.

It was found that the rebroadcast approach in idle mode used 3.36 mAh while the connection approach used 0.47 mAh for the same configuration. Another test was performed where the percentage of successfully delivered messages was measured. For the rebroadcast approach it was 75 % and for connection it was 58 %. Tweaking the connection network to not be able to adapt to changes increased the throughput to 77 %.

During the testing numerous ways for improving performance were thought of but not implemented. The need for synchronizing the devices clocks and establishing protocol for when to send and receive became apparent when working with the rebroadcast network. In the connection network there were problems with that the routing maintenance led to unavailable units and reduced performance.

Abstract [sv]

Sakernas internet, Internet of Things är ett scenario där elektriska apparater så som belysning, hushållsmaskiner, sensorer mm är anslutna och kommunicerar med varandra via internet. Men så många anslutna enheter ställer stora krav på infrastrukturen kring enheterna. Ett sätt att lösa problemen kring infrastruktur är att låta enheterna kommunicera via radio och låta dem vidarebefordra varandras datatrafik i en typ av nätverkstopologi som kallas för meshnätverk.

Det här examensarbetet utforskar möjliga radiostandarder som kan användas för att skapa ett meshnätverk för just sensorer. Två typer av meshnätverk implementerades med Bluetooth Low Energy och deras styrkor och svagheter utvärderades.

En av dessa gick ut på att enheterna i nätverket sände ut meddelanden som alla kunde ta och sedan att de som lyckades ta emot i sin tur sände meddelandena vidare. Det är en enkel metod som är lätt att implementera.Den andra metoden gick ut på att nätverket tog reda på sin konfiguration och vilken rutt som ska tas via andra enheter för att nå den man vill. När enheterna sen vill kommunicera så upprättar de en anslutning via enheterna längs rutten.

Två saker som jämfördes mellan metoderna var strömförbrukning och andel lyckade sändningar. För samma nätverk så drog återsändnings nätverket 3.36 mA och anslutningsnätverket 0.47 mA. Antalet lyckade sändningar testades i ett annat scenario och där kom 75 % av meddelanden i återsändningsnätverket fram och motsvarande siffra för anslutningsnätverket var 58\%. Vidare testades det att stänga av utbytet av rutt information och sökningar efter nya enheter i anslutningsnätverket och då kom 77 % av meddelanden fram.

I återsändningsnätverket insåg man att det fanns ett behov av att synkronisera klockorna i enheterna och etablera ett protokoll för hur när man ska sända och ta emot.I anslutningsnätverket så uppstod problem med att enheterna blev otillgängliga när de synkroniserade sin konfiguration vilket ledde till försämrad prestanda.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 31 p.
Keyword [en]
BLE, Bluetooth low energy, meshnetwork, Internet of things
National Category
Communication Systems Embedded Systems
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-122908OAI: oai:DiVA.org:umu-122908DiVA: diva2:942413
Subject / course
Examensarbete i teknisk fysik
Educational program
Master of Science Programme in Engineering Physics
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-06-27 Created: 2016-06-23 Last updated: 2016-06-27Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1925 kB)161 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1925 kBChecksum SHA-512
63fe92e810b89aeba73f806c622813421b540e6c034c1b8780194c9aae1e03110d8189cefa2036e6ecfe0f9d566d308b021d191f6343c9bc53a08418f4cb58b8
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Physics
Communication SystemsEmbedded Systems

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 161 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 521 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf