IoT tabanlı sensor ağlarında geliştirilmiş veri erişimi için veri çoğaltma ve toplama sistemi

Nesnelerin İnterneti (IoT), fiziksel ve dijital dünya arasındaki bağı güçlendirmeyi amaçlayan ve gelişmekte olan bir teknolojidir. IoT, modern dünyanın önemli bir parçası olan İnternet üzerinden gerçek dünyadaki fiziksel nesnelerle etkileşimin sorunsuz ve verimli bir şekilde sağlanmasını öngörmektedir. Kablosuz Algılayıcı Ağları (WSN) tüm insan gereksinimlerine akıllı çözümler sağlamak amacıyla fiziksel nesneleri akıllı, uzaktan erişilebilen, denetlenebilen ve IoT özellikleriyle iletişim kurabilen nesnelere dönüştürmekten sorumludur. IoT kavramını gerçekleştirmek için, etkili veri üretmek, veri toplamak ve kablosuz algılayıcı ağlar aracılığıyla toplanan verileri sunmak önemli konulardır. Bununla birlikte, WSN, düğümlerin kaynak kısıtlı ve güvenilmez yapısı nedeniyle değerli veri kaybına yol açabilecek birçok zorlukla karşılaşmaktadır. Veri replikasyonu, IoT tabanlı sensör sistemlerinde verimli veri yönetimini kolaylaştırmak için ümit vaat eden bir tekniktir. Bu tezde, öncelikle IoT tabanlı sensör sistemlerinin avantaj ve dezavantajlarını vurgulayarak son teknoloji veri replikasyon protokolleri için veri alma, sorgu dengeleme, sistem sağlamlığı, veri kullanılabilirliği gruplarından oluşan bir sınıflandırma önerilmektedir. Ardından, düğüm hataları nedeniyle oluşan veri kayıplarını önlemek ve ağdaki veri erişilebilirliğini artırmak amacıyla IoT tabanlı sensör sistemlerine özel, tamamen dağıtık ve atlamalı veri replikasyon tekniklerinden oluşan bir veri replikasyon ve toplama (DRACO) sistemi önermekteyiz. DRACO sisteminde önerilen veri replikasyon algoritması, bir mobil evre düğümünün, ağ verilerinin çoğunu toplamak için ağ düğümlerinin az bir kısmını ziyaret etmesini gerektiren verimli bir veri toplama mekanizması ile birleştirilmiştir. DRACO sisteminin en önemli özelliği, yönlendirme yükünü tamamen ortadan kaldırarak ağ düğümleri arasında yönlendirme iletişimine ihtiyaç duymamasıdır. Ağ simülatörü (NS-3) kullanılarak gerçekleştirilen kapsamlı simülasyon deneyleri, DRACO'nun, düğüm hatalarının varlığında yüksek veri erişilebilirliği ve veri toplama verimliliği sağladığını göstermektedir. Karşılaştırmalı simülasyon sonuçları, literatürdeki öncü veri replikasyon tekniklerine kıyasla, DRACO'nun veri erişilebilirliğini yaklaşık %15 ve %34'lük kazanımlarla artırdığını ortaya koymaktadır. Benzer şekilde, ağda oluşturulan veri kopyaları da yaklaşık %18 ve %40 oranında azaltılarak sistem verimliliği geliştirilmiştir. Ayrıca, DRACO, ağdaki veri dağıtım kalitesini belirleyen ve verimli veri toplanma işlemini kolaylaştıran etkin replika yayılımı sağlamaktadır.