Διαδίκτυο των Πραγμάτων | Δίκτυο ασύρματων αισθητήρων
1
20
Περιέχει : Εικόνες, Πίνακες, Διαγράμματα ροής, Φωτογραφίες
Η παρούσα εργασία έχει θέμα το Internet of Things (IoT), μια νέα και πολλά υποσχόμενη τεχνολογία η οποία αναφέρεται στη διασύνδεση των έξυπνων συσκευών (κόμβων – αισθητήρων), υποστηρίζοντας πλήθος εφαρμογών (έξυπνο σπίτι, έξυπνη βιομηχανία, τομέας υγείας, κ.λπ.). Συνήθως, τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων, που περιλαμβάνει ένα Διαδίκτυο των Πραγμάτων, καλύπτουν μεγάλες γεωγραφικές περιοχές και τοποθετούνται σε σημεία που δεν είναι εύκολα προσβάσιμα από τον άνθρωπο. Ο αριθμός των κόμβων – αισθητήρων μπορεί να είναι μεγάλος, με το κόστος τους να κυμαίνεται ανάλογα με τα χαρακτηριστικά τους, και η βασική λειτουργία τους είναι η παρακολούθηση και η καταγραφή δεδομένων στην περιοχή που αναπτύσσεται το ασύρματο δίκτυο. Στη συνέχεια οι πληροφορίες που συλλέγει κάθε κόμβος διοχετεύονται, μέσω των άλλων ενδιάμεσων κόμβων που το αποτελούν, προς το σταθμό βάσης και τον χρήστη.
Πολλές φορές απαιτείται η αναβάθμιση του λογισμικού των κόμβων - αισθητήρων για την αντιμετώπιση σφαλμάτων ή για την βελτιστοποίηση των υπηρεσιών που προσφέρουν. Οι κόμβοι - αισθητήρες έχουν σοβαρούς περιορισμούς όσο αναφορά την έλλειψη μνήμης, επεξεργαστική ισχύς και κατανάλωσης ενέργειας, εξαιτίας της απαίτησης για απλότητα του δικτύου και χαμηλού κόστους. Με γνώμονα την εξοικονόμηση ενέργειας και τους υπόλοιπους περιορισμούς, έχουν αναπτυχθεί πρωτόκολλα επικοινωνίας, σύμφωνα με την αρχιτεκτονική δικτύων και το μοντέλο OSI που αποτελούν τη βάση για την ανάπτυξη προτύπων επικοινωνίας, τα οποία πρέπει να προσφέρουν ασφάλεια σε θέματα δρομολόγησης, ασφάλειας από πιθανές κακόβουλες επιθέσεις και συνάθροισης δεδομένων.
Με βάση τις ιδιαιτερότητες και τους περιορισμούς ενός τέτοιου δικτύου, έγινε κατάλληλη σχεδίαση και αναπτύχθηκαν τεχνικές για ασφαλή απομακρυσμένο προγραμματισμό των κόμβων, ώστε να εξασφαλίζεται ότι κάθε κόμβος προγραμματίζεται με έγκυρο λογισμικό και σε περίπτωση λάθους να υπάρχει ένα εγγυημένο αντίγραφο ασφάλειας ώστε να συνεχίσει να λειτουργεί.
Η ασφαλής αναβάθμιση του συστήματός μας, επιτεύχθηκε με τον σκόπιμο κατακερματισμό του firmware σε αριθμημένα πακέτα από τον client και με τον έλεγχο παραλαβής τους και απαίτηση επαναποστολής όσων αστόχησαν για διάφορους λόγους, από τον server. Ο έλεγχος παραλαβής των πακέτων από τον server επιτρέπει στη διαδικασία αυτή να μπορεί να συνεχιστεί σε περίπτωση οποιασδήποτε διακοπής, χωρίς την επαναποστολή των ήδη παραληφθέντων πακέτων.
The present work focuses on the Internet of Things (IoT), a new and promising technology that refers to the interconnection of smart devices (nodes - sensors), supporting a number of applications (smart home, smart industry, health, etc.). Typically, wireless sensor networks, which include an Internet of Things, cover large geographical areas and are located in places that are not easily accessible to humans. The number of sensor nodes can be large, with their cost varying according to their characteristics, and their main function is to monitor and record data in the area where the wireless network is being developed. The information collected by each node is then passed, through the other intermediate nodes that make it up, to the base station and the user.
It is often necessary to upgrade the software of the nodes - sensors to troubleshoot or optimize the services they offer. Sensor nodes have severe limitations in terms of memory shortage, processing power and power consumption, due to the requirement for network simplicity and low cost. With energy savings and other constraints in mind, communication protocols have been developed, in line with the network architecture and the OSI model that form the basis for the development of communication standards, which should provide security in routing, security from possible malicious attacks and data aggregation.
Based on the specifics and limitations of such a network, appropriate design was made and techniques for secure remote node programming were developed to ensure that each node is programmed with valid software and in the event of an error there is a guaranteed backup to keep it running.
The safe upgrade of our system was achieved by the deliberate fragmentation of the firmware into numbered packages by the client and by checking their receipt and requiring the resending of those who failed for various reasons, by the server. The control of the receipt of the packages by the server allows this process to be continued in case of any interruption, without resending the already received packages.
ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΑΣΦΑΛΟΥΣ ΑΠΟΜΑΚΡΥΣΜΕΝΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ ΑΣΥΡΜΑΤΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ