>

• الباحثون
   
• الملخص باللغة العربية
   
• الملخص باللغة الإنكليزية
   
• المقدمة
   
• دراسة مرجعية
   
• مواد البحث وطرائقه
   
• النتائج والمناقشة
   
• الاستنتاجات والتوصيات
   
• كلمات مفتاحية
   
• مراجع

الملخص باللغة العربية

مع التطور الذي حصل في مجال الأجهزة والاتصالات والحاجة لجعل الحياة أسهل من خلال الاستفادة من التكنولوجيا، وضِعت فكرة توصيل كل شيء بالإنترنت وهو المفهوم والهدف الأساسي لإنترنت الأشياء حتى نتمكن من التواصل والتفاعل مع الأشخاص والأشياء الأخرى والتي هي أجهزة ذكية ذات قيود بالطاقة والذاكرة والمعالجة لذا ظهرت الحاجة لتقنيات محددة لتتلاءم معها، حيث استخدمت تقنية IEEE 802.15.4 ذات استهلاك منخفض للطاقة وقيود في عرض الحزمة، واعتمدت على بروتوكول توجيه RPL (Routing Protocol for LLNs) لكنه لم يدعم العقد المتحركة، لذا عملت العديد من الأبحاث على تحسين ذلك لكنها لم تكن دقيقة لاعتمادها على قيمة قوة الإشارة RSSI (Received signal strength indication) لمعرفة العقد المتحركة لكن هذه القيمة تتأثر بالحواجز والتداخلات، لذا يهدف هذا البحث لاقتراح خوارزمية تكشف العقد المتحركة اعتماداً على قيمة CoD (Class of Device) من شريحة البلوتوث في حال وجودها وعلى الحساسات الموجودة في الجهاز الذكي مثل حساس تسارع وخطى وغيرها من الحساسات التي تعطي قيم عن حالة العقدة وتحركها، ثم إعطاء العقد الثابتة أولوية أعلى لاعتبارها عقدة أب في عملية التوجيه، تم تقييم أداء الخوارزمية من خلال تعديل بروتوكول التوجيه RPL المعياري ليدعم الاستقرار Stability-supported RPL (SRPL) وتضمين قيمة الأولوية في رسالة (DODAG Information Object) DIO. توصل البحث لنتائج أفضل من الدراسات السابقة لأن الخوارزمية المقترحة زادت من استقرار الشبكة مما زاد من معدل تسليم الحزم دون زيادة معدل ارسال رسائل التحكم أي لم يؤثر على حمولة التوجيه مما أدى لتخفيض استهلاك الطاقة وتقليل التأخير.

 Abstract

With the development that took place in the field of devices and communications and the need to make life easier by using the technology, the idea of connecting everything to the Internet was developed, which is the basic concept and goal of the Internet of Things so we can communicate and interact with people and other things, which are smart devices with limitations in power, memory and processing, so we need a new specific technologies called IEEE 802.15.4 with low power consumption and bandwidth limitations, and it relied on the RPL routing protocol, but it did not support mobile nodes, so many researches worked to improve it, but it was not accurate because it depends on the value of the signal strength to detect the mobiles nodes, but this value is affected by obstacles and interference.
 In this research, a more suitable routing protocol has been proposed for this type of network, it knows the status of the devices depending on the CoD value of the Bluetooth chip and on the sensors in the smart device such as the acceleration and pedometer sensors and other sensors that give values about the node's state and movement, then Giving fixed nodes a higher priority to be a parent node. The performance of the algorithm was evaluated by modifying the RPL routing protocol to stability- supported (SRPL) by including the priority value in the DIO message. The research showed better results than previous researches because it increased the stability of the network without increasing the routing load, and increased the packet delivery ratio and reduced the power consumption and delay.

 المقدمة

شهد العالم تطورات غير مسبوقة في العديد من مجالات الاتصالات اللاسلكية والأنظمة المدمجة حيث توسع الانترنت ليشمل كل شيء وليس فقط أجهزة التوجيه والحواسيب، أدى هذا التحول لظهور مفهوم إنترنت الأشياء (IoT) ليمكن كل الأجهزة الذكية من الاتصال بالإنترنت في أي مكان وبأي وقت[11]. إن الأجهزة الذكية تكون منخفضة الطاقة والقدرات من معالج وذاكرة ممكن وصلها معاً لتشكل شبكة بدون بنية تحتية تعمل فيها العقد كموجه، تستخدم هذه الأجهزة معيارIEEE 802.15.4 [10] وبروتوكول RPL [13].

 الدراسات المرجعية

إن بروتوكول RPL المعياري لم يدعم العقد المتحركة، لذا قامت العديد من الدراسات السابقة على الكشف عن الأجهزة المتحركة وتعديل هذا البروتوكول ليدعمها مما يزيد من استقرار الشبكة ومن هذه الأبحاث [8] وفيه تم اعتبار أن العقدة المتحركة هي كل جهاز له محرك، لكن هذا غير صحيح مع تطور الأجهزة الإلكترونية وظهور الأجهزة القابلة للارتداء والتي ستعتبر عقد متحركة عند تحرك الشخص الذي يرتديها مثل (نظارة ذكية، ساعة ذكية ...). اعتمد البحث [4] على مبدأ استثناء العقد المتحركة من المسار ليتجنب الانقطاعات التي تسببها لكن هذا غير مناسب في حال كانت أغلب العقد في الشبكة متحركة، اعتمد على قيمة متوسط قوة الإشارة ARSSI حيث في حال انخفاض هذه القيمة يفترض أن العقدة تبتعد لكن هذا غير صحيح دوما لأن قيمة قوة الإشارة تتأثر في حال وجود عائق ما، كما أن هذا البحث لم يبين كيفية تحديد نوع الجهاز. الباحث في الدراسة [9] اقترح بروتوكول MARPL وفيه اعتمد فكرة اكتشاف حركة العقدة من خلال قيمة RSSI وتحديد توفر العقدة الجوار لكن هذه القيمة ليس بالضرورة أن تعطي فكرة صحيحة دوماً عن تحرك العقد لأنها تتأثر بالحواجز والتداخلات. الدراسة [1] اعتمدت على تحليل تدفق الحزم لتحديد نوع 23 جهاز فقط تستخدم معيارIEEE 802.11 لكن بفرض العقد كلها أجهزة ذكية ولا تستخدم الكثير من البيانات وتستخدم معيارIEEE 802.15.4. لذا كانت الحاجة في هذا البحث لاقتراح خوارزمية لتحديد طبيعة الجهاز (متحرك/ثابت) ودراسة حركته لاتخاذ القرار باختيار العقدة الأنسب للاتصال بها ليساعد في استقرار الشبكة مما يؤدي لزيادة معدل تسليم الحزم في الشبكة حيث توصل البحث الى زيادته بنسبة 20% مقارنة مع بروتوكول التوجيه RPL المعياري.

 الأدوات المستخدمة في التنفيذ:
اعتمد هذا البحث في تنفيذه للدراسة العملية على المحاكيCooja [2]  الذي يدعم انترنت الأشياء في مجال الشبكات ويدعم جميع بروتوكولات انترنت الأشياء، كما أنه يعتبر emulator وليس simulator أي أن أداءه أقرب للواقع لأنه يقوم بتشغيل حقيقي للأجهزة الموجودة في الشبكة مما يجعل النتائج التي نحصل عليها دقيقة أكثر وتحاكي الواقع.

  بروتوكول RPL:

إن عملية التوجيه تتم في طبقة الشبكة ضمن مكدس بروتوكولات انترنت الأشياء باستخدام تقنية 6LoWPAN التي تستخدم عنوان IPV6.  حيث وضعت مجموعة(ROLL)  بروتوكول توجيه RPL لكن تصميم هذا البروتوكول كان للأجهزة الثابتة ولا يأخذ بعين الاعتبار حالة الأجهزة المتحركة لذا كانت الحاجة لبروتوكول توجيه في شبكات انترنت الأشياء النقالة IoMT. إن بروتوكول RPL المعياري تم توصيفه بالملف RFC(6550)[13]، هو بروتوكول استباقي (proactive)، تكون العقدة الجذر بمثابة بوابة إلى الإنترنت بالنسبة للأجهزة الموجودة بالشبكة، حيث تقوم العقدة الجذر بإرسال رسائل دورية DAO     (Destination Advertisement Object) لتُعلِم العقد بوجودها وتدعوهم للاتصال بها، وبدورها كل عقدة تسمع الرسالة وتريد الاتصال معها تقوم بإرسال رسالةDIO، ثم كل عقدة اتصلت مع عقدة أب ترسل بدورها رسائل DAO لتجعل باقي العقد تتصل معاً. اعتمد بروتوكول RPL على خوارزمية Trickle algorithm لإدارة المؤقتات المستخدمة لإرسال الرسائل الدورية، لكي يخفف من العبء في هذه الشبكات، إن آلية اختيار العقدة الأب بهذا البروتوكول تتم من خلال تابع هدف MARHOF (The Minimum Rank with Hysteresis Objective Function) [7] وفيه يتم اختيار العقدة الأب ذات مرتبة أعلى، حيث يتم حساب مرتبة العقدة بالعلاقة (1) اعتماداً على قيمة عدد القفزات عن العقدة الجذر وقيمة عدد مرات النقل المتوقع ETX (Expected Transmission Count) لتحديد جودة الوصلة. [7]
Rank = Hop_Count + ETX …… (1)
في حال قيمة مرتبة عقدة N1 أكبر من العقدة N2 عندها يتم اختيار العقدة الأب المفضلة هي N2

 

الخوارزمية المقترحة:

تم الاعتماد في الخوارزمية المقترحة على تقنية البلوتوث لتحديد نوع الجهاز من خلال قيمة Class of Device (CoD) التي وضعتها شركة البلوتوث على شرائح البلوتوث، هذه القيمة هي عبارة عن 24 bits كما موضح بالشكل (1)،11 bits منها يحدد نوع الخدمة التي يقدمها الجهاز و5 bits تحدد الصنف الرئيسي للجهاز و6 bits لتحديد نوع الجهاز[3].

الشكل 1 بنية قيمة  (CoD)

مما سبق نجد أن تقنية البلوتوث قد تساعد في معرفة نوع الجهاز لكن لا يمكن الاعتماد عليها دوماً لأن الأجهزة الذكية ليس من الضروري أن تدعم تقنية البلوتوث كما أننا بهذه الطريقة حددنا نوع الجهاز لكن لا يمكن تحديد حالة الجهاز هل هو متحرك أم لا في الوقت الحالي، لذا كانت الحاجة لطريقة إضافية وانطلاقاً من تعريف الجهاز الذكي بأنه قادر على إدراك البيئة المحيطة من خلال أجهزة الاستشعار[12] وباعتبار أن شبكات انترنت الاشياء تتألف من أجهزة ذكية مدمج معها حساسات لذا كانت الفكرة بالاستفادة من هذه الحساسات والتي توضع للأجهزة القابلة للحركة لحمايتها أو التحكم بها وبأدائها والتي تعطي معلومات عن حالة الجهاز بشكل مستمر مثل حساس التسارع Accelometer   المستخدم في العديد من التطبيقات، عداد الخطى Pedometers يمكن من خلاله اكتشاف الخطوات التي تحرك بها الشخص حيث يستخدم مع الأجهزة القابلة للارتداء[14]،حساس السرعة وحساس تحديد المواقع GPS.
تم اقتراح قيمة أولوية للجهاز ليكون أب للعقدة وذلك وفق حالته، إن قيم الأولوية لا تعبر عن قيمة رقمية للحساب إنما وسيلة للتفضيل فقط، يمكن ترقيمها بأي مجال قيم كان، حيث تم افتراض قيمها بمجال 1-5 ويمكن افتراض أي قيم أخرى لكن المهم أن تكون العقدة الأنسب للاتصال بها ذات قيمة أولوية أصغر من باقي القيم، حيث أن قيمة 1 وهي القيمة الأصغر تدل على الأولوية الأعلى، هذا ما سيتم شرحه بالتفصيل وفق الخوارزمية المقترحة بالخطوات التالية: الشكل (2)
A.    في بداية تشغيل الجهاز:
1-    افحص وجود شريحة بلوتوث في الجهاز، لإيجاد قيمة CoD. في حال أن هذه القيمة أثبتت أن الجهاز ثابت عندها سيتم وضع قيمة الأولوية 1، أما في حال أن القيمة أثبتت أن الجهاز متحرك عندها توضع قيمة 5، وفي حال وجود حساسات تدل على الحركة في الجهاز أيضاً عندها انتقل للخطوة B
2- في حال عدم وجود شريحة بلوتوث عندها افحص وجود حساسات تدل على الحركة في الجهاز، في حال عدم وجودها أيضاً يكون قد تبين أن الجهاز لا يوجد فيه ما يؤكد قدرته على الحركة لذا يتم وضع قيمة الأولوية 2 وهي قيمة وسط بين قيمة الأولوية (1) التي تدل على الثابت والقيم الأولوية (3 حتى 5) للأجهزة التي تدعم الحركة، أما في حال وجود حساسات عندها يتم وضع القيمة 4 ثم انتقل للخطوة B.
B.    افحص قيمة زمن المحاكاة (هل الجهاز يعمل):
1-    طالما أن زمن المحاكاة لم ينتهِ (الجهاز في الواقع لم يتوقف عن العمل بعد)، كرر التالي وذلك عند كل مرة يتم أخذ قيم الحساسات وفق ما هو محدد بالجهاز: افحص قيمة الحساسات في حال تغيرت وهذا دليل على الحركة عندها نضع قيمة الأولوية مساوية 4 وإلا فإن قيم الحساسات لا تدل على تحرك الجهاز عندها نضع القيمة 3 أي نزيد من الأولوية لها.
2-    إذا انتهى زمن المحاكاة (الجهاز في الواقع توقف عن العمل) عندها تنتهي الخوارزمية.
لتقييم أداء الخوارزمية المقترحة عدلنا بروتوكول RPL ليكون أكثر استقراراً في حال وجود العقد المتحركة التي تسبب حركتها انقطاع الشبكة، أُطلِق عليه بروتوكول توجيه داعم (SRPL)، حيث تم العمل على تعديل رسائل DIO واستخدام 3 خانات من حقل flags المحجوز للأعلام لتخزين قيمة الأولوية Priority فيه، كما في الشكل (3). تم تعديل تابع الهدف وإضافة بارامتر جديد هو الأولوية التي يحصل عليها من رسالة DIO، حيث أن قيمة مرتبة العقدة يبقى حسابها كما في المعادلة (1) ولكن عند اختيار العقدة الأب تم إضافة شرط لمقارنة أولوية العقدة، العقدة ذات قيمة الأولوية الأقل هي التي لها الأفضلية الأكبر ليتم اعتمادها كعقدة أب، في حال تساوي قيمة الأولوية للعقد الأب يتم النظر للبارامترات الأخرى لتابع الهدف. كما يلي:

الشكل 2 الخوارزمية المقترحة
 

الشكل 3 بنية رسالة DIO المعدلة

يمكن توضيح النقاط المميزة بالطريقة المقترحة عن الدراسات السابقة من خلال الجدول (1).

النتائج والمناقشة:

تم اختبار وتحليل أداء البروتوكول المقترح ومقارنته مع البروتوكول المعياري ثم مقارنة النتائج مع الأبحاث السابقة.

الجدول 1 مقارنة الدراسات السابقة مع البروتوكول المقترح

مقارنة البروتوكول المعدل مع البروتوكول المعياري:

تم العمل على تنفيذ سيناريو المحاكاة بوجود 50 عقدة مع نسب مختلفة من عدد العقد المتحركة في الشبكة (25%، 50%، 100%)، سرعة العقد  (0-2) m/s وبمساحة المنطقة m(200*200) ولمدة 400 s ثانية، وكانت النتائج كما نلاحظ من الشكل (4) أنه في الحالة الطبيعية ودون وجود عقد متحركة إن قيمة معدل تسليم الحزم مرتفعة وتنخفض في حال وجود عقد متحركة، لكن عند تطبيق الخوارزمية المقترحة يزداد معدل تسليم الحزم بنسبة حتى 20% في حال جميع العقد متحركة لأن الخوارزمية المقترحة ساعدت على استقرار الشبكة بشكل أكبر.
عدد رسائل التوجيه: تزداد عند وجود عقد متحركة في الشبكة وهذا يعود إلى الانفصال الذي يحدث في بنية الشبكة نتيجة تحرك العقد مما يؤدي لفقدان العقد للعقدة الأب التي تتصل بها مما يؤدي إلى اضطراب استقرار الشبكة مما يجعل خوارزمية المؤقت تقوم بتقليل أزمنة إرسال رسائل التحكم مما يزيد من معدل ارسالها هذا ما يسبب زيادة عدد رسائل التحكم.
 

كما أن ازدياد عدد العقد المتحركة يؤدي لزيادة ارسالها، في حال كل العقد متحركة ارتفع عدد رسائل التحكم المرسلة كثيراً واستطاع البروتوكول المعدل أن يخفضها كما هو موضح بالشكل(5). متوسط التأخير نهاية إلى نهاية: إن تأخير تسليم الحزم يزداد كلما ازدادت نسبة العقد المتحركة في الشبكة، لكن بما أن الخوارزمية المقترحة استطاعت تحسين من معدل تسليم الحزم والتقليل من حمولة التوجيه لذا فإن هذا سيساعد على التقليل من التأخير الحاصل لتسليم الحزم كما هو موضح بالشكل (6). متوسط استهلاك الطاقة: إن استهلاك طاقة العقد هو عبارة مجموعة الطاقة المستخدمة من معالجة وطاقة ارسال وغيرها، لذا فإن انخفاض معدل تسليم حزم سيسبب زيادة في ارسال رسائل التحكم وبالتالي زيادة في صرف طاقة ارسال أي متوسط استهلاك طاقة أكبر، لذا نلاحظ من الشكل (7) كلما زاد عدد العقد المتحركة في الشبكة يزداد استهلاك الطاقة.

لكن مع الطريقة المقترحة والتي تساعد على زيادة استقرار الشبكة مما يؤدي لانخفاض استهلاك الطاقة. نلاحظ أن البروتوكول المعدل المقترح ساعد بالحصول على شبكة أكثر استقراراً حيث ازدادت نسبة تسليم الحزم 20% لأنه خفف من الانفصال الذي تعاني منه العقد الثابتة نتيجة ارتباطها بعقد متحركة واعتمادها كعقدة أب، مما ساعد على انخفاض قيمة حمولة التوجيه.

البحث [5] يهدف إلى افتراض أن العقد المتحركة يجب أن يكون لها تأثير قليل على استقرار الشبكة، لذا اقترح التعديل على خوارزمية المؤقت المستخدمة في بروتوكول RPL بحيث أصبحت خوارزمية المؤقت المعكوسة حيث تبدأ بفارق زمني كبير بين رسائل التحكم ثم يقل ليزيد من الانتباه لتغير بالشبكة، اعتمد على اعتبار أن العقد المتحركة تكون كورقة في الشجرة ولا تشارك في عملية التوجيه، عدل على رسالة DAO ووضع علم MF (MOBILITY FLAG) بحيث اذا تم استلام رسالة DAO من عقدة متحركة عندها تتعامل العقدة الأب عن طريق الخوارزمية العكسية والا فإنها تعمل وفق خوارزمية المؤقت المستخدمة في البروتوكول الأصلي. نفذ سيناريو المحاكاة بمساحة m^2 425*425 على 100 عقدة 10 منهم عقد متحركة بسرعة m/s1 وبوجود عقدة جذر واحدة، تمت المحاكاة باعتماد قيم مختلفة لفترة إرسال حزم التحكم موضحة بالشكل (8). يوضح الشكل (9) مقارنة معدل تسليم الحزم بين نتائج البحث ونتائج محاكاة البروتوكول المعدل، نلاحظ مع تغير قيمة الفارق الزمني بين رسائل DIO لم يزداد الارسال كثيراً، بينما البروتوكول المعدل بالخوارزمية المقترحة أعطت معدل تسليم حزم أكبر بنسبة 30% هذا يعود إلى قدرتها على إشراك العقد المتحركة بعملية التوجيه في حال الضرورة لذلك.

الشكل (8) البارامترات المستخدمة لتقييم الأداء

أما البحث [5] لم يسمح للعقد المتحركة بذلك مما أثر على عملية تسليم الحزم في حال عدم وجود عقدة مناسبة لاعتمادها كعقدة أب للوصول إلى العقدة الهدف. نلاحظ أن قيم معدل تسليم الحزم منخفضة جداً وهذا يعود إلى بارامترات سيناريو المحاكاة التي اعتمدها البحث حيث أن مساحة الشبكة كبيرة وعدد العقد كبير ولا يوجد سوى عقدة مخدم واحدة مما يؤدي لزيادة التصادمات وعدم قدرتها على تخديم جميع العقد. نلاحظ من الشكل (10) الذي يبين عدد رسائل DIO، أن الطريقة المقترحة هي الأقل في ارسال حزم تحكم إضافية بنسبة 98%، هذا يعود إلى عدم التعديل على خوارزمية المؤقت الأساسية وعدم زيادة عدد الرسائل المرسلة، كما يعود ذلك إلى قدرتها على زيادة استقرار الشبكة وبالتالي تقليل الانقطاعات الحاصلة عند حركة العقد المتحركة وبالتالي تقليل عدد رسائل التحكم المستخدمة في إعادة تشكيل اتصال جديد بين العقد.

الدراسة [9] اقترحت بروتوكول MARPL وفيه اعتمد فكرة اكتشاف حركة العقدة من خلال قيمة قوة الإشارة RSSI وتحديد توفر العقدة الجوار، في حال استلمت العقدة رسالة DIO تقوم بتحديث قيمة توفر العقدة، أما عند استلام أنواع أخرى من رسائل تحكم DAO,DIS عندها اقترح البحث تعديل قيم خوارزمية المؤقت بحيث يقلل من الفاصل الزمني بين رسائل DIO مما يزيد من معدل إرسالهم. تمت المحاكاة بمساحة  m^2300*300 وعدد عقد 50 كلها متحركة بسرعة تصل بشكل أعظمي إلى m/s3 وبوجود عدد مختلف من عقد المخدم. كانت النتائج كما في الشكل (11) يبين قيمة معدل تسليم الحزم حيث نلاحظ أنه كلما ازداد عدد عقد المخدم تزداد نسبة تسليم الحزم وبمقارنة نتائج محاكاة البروتوكول MARPL مع SRPL نلاحظ تفوق البروتوكول المعدل بنسبة 26% وهذا يعود لاختياره عقد غير متحركة للاتصال بها واعتبارها عقدة أب، أما في MARPL فإن اعتماده على قيمة قوة الإشارة التي ليس بالضرورة أن تعطي قيماً صحيحة دوماً لأنها تتأثر بالحواجز والتداخلات. 

اعتمدت الدراسة [6] على فكرة دعم العقد المتحركة من خلال زيادة معدل ارسال رسائل DIO وجعلها ترسل كل ثانية، اعتمد البحث على فحص الطريق ليوضح فيما إذا كان صالحاً أما لا من خلال المعادلة K <=N حيث أن N هو عدد رسائل التحكم المتوقع استلامها من العقدة الجوار خلال فترة من الزمن، K هو أقل عدد من رسائل التحكم الواجب استلامها حتى يعتبر الطريق صالح، وإلا يعتبر الطريق غير صالحاً، حيث يتم تحديد قيمها وفق نوع التطبيق، في حال نوع العقد مركبات عندها يكون الفرق بين القيمتين صغيراً، أما في حال عقد ذات طبيعة حركة أقل عندها يكون الفرق بين القيمتين كبيراً. في هذا البحث اعتبر قيمة    K = 1, N = 3. أجريت المحاكاة بوجود 75 عقدة متحركة بسرعة تصل بشكل أعظمي إلى m/s3 وبمساحة m350*350 وبوجود عدد مختلف من عقد المخدم 1,2,3,4، كانت النتائج كما في الشكل (12) الذي يوضح معدل تسليم الحزم نلاحظ كلما ازداد عدد عقد المخدم يزداد معدل تسليم الحزم، كما نلاحظ أن معدل تسليم الحزم في البروتوكول المعدل أعلى من RIOT بنسبة 17% وهذا يعود إلى اعتماده على اختيار العقدة الأب ذات الاستقرار الأكبر، أما RIOT فإنه لتحديد قيم K وN يحتاج لدراسة الحالة للتطبيق المستخدم ولا يصلح في حال كانت الشبكة تحوي عقد ذات سرعات مختلفة.

بمقارنة عدد رسائل التحكم التي ترسل في الشبكة الموضح بالشكل (13) نلاحظ أن RIOT يسبب ارسالاً كبيراً لأنه جعل إرسال رسائل التحكم يتم كل ثانية. أما في البروتوكول المعدل استطاع تحقيق نتائج أفضل، لأنه خفف من زيادة معدل تسليم الحزم وساعد على استقرار الشبكة بشكل أكبر مما يؤدي لتقليل حمولة التوجيه بنسبة 93.5%.

الاستنتاجات والتوصيات:

نستنتج أن الخوارزمية المقترحة في هذا البحث لمعرفة طبيعة العقدة (متحركة/ثابتة) واستخدام ذلك لتفضيل العقد الثابتة على المتحركة في الاتصال بها واعتبارها عقدة أب زاد من استقرار الشبكة دون الحاجة لزيادة ارسال رسائل التحكم، مما زاد من معدل تسليم الحزم عن البروتوكول المعياري بنسبة 20% في أسوء الأحوال (حالة كل العقد متحركة في الشبكة). تفوق البروتوكول المعدل المقترح على الدراسات السابقة لأن الهدف منه هو المحافظة على البروتوكول خفيف مناسب لقدرات الأجهزة الذكية مع العمل على دعم التنقل حيث أن الدراسات السابقة لم تكن دقيقة لاعتمادها على قيمة قوة الإشارة كما أنها أدت لزيادة معدل رسائل التحكم وهذا غير مناسب لشبكات ذات عرض حزمة منخفض حيث سببت زيادة في العبء. نقترح بإضافة خوارزمية تساعد العقدة على إعادة الاتصال بالشبكة بأسرع وقت وتقلل من زمن الانفصال الناتج عن الحركة مما يحسن من أداء البروتوكول في حال وجود عقد متحركة في الشبكة بشكل أكبر.

كلمات مفتاحية:

انترنت الأشياء، بروتوكول توجيه، IEEE 802.15.4، صنف الجهاز.

Key Words

Internet of Things (IoT), routing protocol, IEEE 802.15.4, Class of Device (CoD).

Reference

1.‏‏    Aksoy, A., and Gunes, H., 2019. Automated IoT Device Identification using Network Traffic. ICC. p. 1-7.
2.‏‏    Bagula, B., Erasmus, Z. 2015. IOT EMULATION WITH COOJA, department of computer science, university of the western cape (UWC).
3.‏‏    Bluetooth SIG Proprietary. 2021. Baseband, Bluetooth.
4.‏‏    Bouaziz, M., Rachedi, A., Belghith, A. 2019. EMA-RPL: Energy and mobility aware routing for the Internet of Mobile Things, Future Generation Computer Systems, Vol 97, 247-258.
5.‏‏    Cobârzan, C., Montavont, J., Noël, T. 2014. Analysis and performance evaluation of RPL under mobility, IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC).
6.‏‏    Farooq, M. 2020, RIoT: A Routing Protocol for the Internet of Things, The Computer Journal, Vol 63, Issue 6, 958–973.
7.‏‏    Gnawali, O. 2012, RFC 6719: The Minimum Rank with Hysteresis Objective Function, Internet Engineering Task Force (IETF).
8.‏‏    Korbi, E., Saidane, A. 2012, Mobility Enhanced RPL for Wireless Sensor Networks, Third International Conference on NOF.
9.‏‏    Marques, V., Kniess, J. 2019, Mobility Aware RPL (MARPL): Mobility to RPL on Neighbor Variability, International Conference on Green, Pervasive, and Cloud Computing Springer.
10.‏‏    Ott, A.2012, Wireless Networking with IEEE 802.15.4 and 6LoWPAN, Embedded Linux Conference – Europe.
11.‏‏    Pérez, T., Camargo, J. 2020, Evolution of ubiquitous computing. Journal of Physics: Conference Series.
12.‏‏    Silverio-Fernández, M., Renukappa, S., Suresh, S. 2018.  What is a smart device? - a conceptualisation within the paradigm of the internet of things, Visualization in Engineering.
13.‏‏    Thuber, P., Brandt, B. 2012. RFC 6550: IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks, Internet Engineering Task Force (IETF) Request For Comments.
14.‏‏     Wong, R., Yang, L ., Szeto, W. 2021, Wearable fitness trackers and smartphone pedometer apps, Travel Behaviour and Society.