'Middle East Technical University, Faculty of Architecture'
Abstract
Without measurements, sustainable development effort can not progress in the right direction. Wireless sensor networks are vital for monitoring in real time and making accurate measurements for such an endeavor. However small energy storage in the sensors can become a bottleneck if the wireless sensor network is not optimized at the hardware and software level. Directional antennas are such optimization technologies at the hardware level. They have advantages over the omnidirectional antennas, such as high gain, less interference, longer transmission range, and less power consumption. In wireless sensor networks, most of the energy is consumed for communication. Considering the limited energy in small scale batteries of the sensors, energy efficient (aware) routing, is one of the most important software optimization techniques. The main goal of the technique is to improve the lifetime of the wireless sensor networks. In the light of these observations, it is desirable to do a coupled design of directional antennas with network software, for fully exploiting the advantages offered by directional antenna technology. In this thesis, the possibilities of doing such integrated design are surveyed and improvements are suggested. The design of the proposed microstrip patch antenna array is discussed and the performance characteristics are assessed through simulations. In the benchmarks, the proposed routing method showed improvements in energy usage compared to the existing approaches.Ölçümler olmadan sürdürülebilir kalkınma çabaları doğru yönde ilerleyemez. Bu tür çabalar için, kablosuz sensör ağları, gerçek zamanlı olarak izleme ve kesin ölçümler yapmak için vazgeçilemez unsurdur. Ancak, sensör ağı, donanım ve yazılım düzeylerinde optimize edilmemişse, sensörlerde enerji yetersizliği görülebilinir. Yönlü antenler, donanım düzeyinde uygulanan optimizasyon teknolojilerinden biri olmakla birlikte, çok yönlü antenlerden farklı olarak, yüksek kazanç, daha az parazit, daha uzun iletim mesafesi ve daha az güç tüketimi sağlarlar. Kablosuz sensör ağlarında enerjinin çoğu iletişim için tüketilir. Sensörlerdeki limitli enerjili küçük ölçekli piller göz önüne alındığında, yazılım düzeyindeki önemli metodlardan biri olan enerji verimli (duyarlı) yönlendirme protokolü, kablosuz sensör ağının genel enerji kullanımını optimize etmek ve ömrünü uzatmak için gereklidir. Bu gözlemlerin ışığında, yönlü anten teknolojisinin sunduğu potansiyel avantajlardan tam olarak yararlanmak için, yönlü antenlerin ağ yazılımıyla birlikte entegre tasarımını yapmak arzu edilir. Bu tezde, böyle bir entegre tasarımın yapılma olasılıkları araştırılmış ve iyileştirmeler önerilmiştir. Tezde, küçük şeritli yamalı anten dizisinin tasarımı tartışılmış ve performans karakteristikleri simulasyonlarla ölçülmüştür. Önerilen yönlendirme algoritması, diğer yönlendirme algoritmaları ile karşılaştırıldığında, enerji kullanımında iyileştirmeler göstermiştirM.S. - Master of Scienc
