Система информирования о чрезвычайных ситуациях на основе ad hoc сетей

Аннотация

Одной из современных тенденций организации устойчивой к задержкам связи в условиях высокодинамичной маршрутизации является формирование самоорганизующихся оппортунистических сетей с использованием интеллектуальных мобильных устройств. Современные смартфоны скрывают большой потенциал для мониторинга и управления чрезвычайными ситуациями: они широко распространены, они могут устанавливать одноранговые беспроводные линии связи с использованием технологий связи на коротких расстояниях, гарантируя таким образом охват, даже когда стационарные инфраструктуры недоступны, они могут с высокой точностью определять свое местоположение с помощью нескольких встроенных датчиков, и отправлять сообщения при отсутствии глобальной связи.
В работе изучаются возможность создания связной мобильной ad hoc сети на основе смартфонов под управлением операционной системы iOS 10 и выше в условиях чрезвычайных ситуаций. Предполагается, что каждый такой смартфон оснащен передатчиками для работы с интерфейсами Wi-Fi, Bluetooth, GPS, Глонасс. Для решения поставленной задачи организована прозрачная автоматическая система выбора альтернативных каналов связи с возможностью локализации соседних достижимых узлов для трансляции им своих координат. Предполагается, что узлы-соседи (как минимум один из них) имеют доступ к глобальной сети и могут сообщать имеющуюся информацию в соответствующие специальные (спасательные) службы.
В статье рассмотрен механизм взаимодействия узлов на основе фреймворка Multipeer Connectivity. С использованием этого фреймворка и программного модуля Bonjour, представляющего протокол автоматического обнаружения сервисов, разработана система информирования о чрезвычайных ситуациях. Система предоставляет возможность развертывания ad hoc сети без непосредственного выхода в глобальную сеть каждого ее участника, локализацию зоны ЧС, отправку сообщения SOS всем подключенным узлам. Если в текущей сессии не было достижимых узлов, то трансляция отодвигается по времени до тех пор, пока не произойдет подключение любого узла к данной сессии.

Сведения об авторах

Tatyana Alexandrovna Prikhodko, Кубанский государственный университет

доцент кафедры вычислительных технологий, факультет компьютерных технологий и прикладной математики, кандидат технических наук

Nikita Andreevich Zhudin, Кубанский государственный университет

магистрант кафедры вычислительных технологий, факультет компьютерных технологий и прикладной математики

Semyon Anatolevich Vorobyov, Кубанский государственный университет

магистрант кафедры вычислительных технологий, факультет компьютерных технологий и прикладной математики

Литература

[1] Pelusi L., Passarella A., Conti M. Opportunistic networking: data forwarding in disconnected mobile ad hoc networks. IEEE Communications Magazine. 2006; 44(11):134-141. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1109/MCOM.2006.248176
[2] Guo B., Yu Z., Zhou X., Zhang D. Opportunistic IoT: Exploring the social side of the internet of things. In: Proceedings of the 2012 IEEE 16th International Conference on Computer Supported Cooperative Work in Design (CSCWD), Wuhan; 2012. p. 925-929. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1109/CSCWD.2012.6221932
[3] Grigoriev A.A. Opportunistic Routing Algorithms. Proceedings of MIPT. 2013; 5(3):112-120. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=19416894 (accessed 10.1.2020). (In Russ., abstract in Eng.).
[4] Govindasamy J., Punniakody S. A comparative study of reactive, proactive and hybrid routing protocol in wireless sensor network under wormhole attack. Journal of Electrical Systems and Information Technology. 2018; 5(3):735-744. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.jesit.2017.2.002
[5] Chitkara M., Ahmad M.E. Review on MANET: Characteristics, Challenges, Imperatives and Routing Protocols. International Journal of Computer Science and Mobile Computing. 2014; 3(2):432-437. Available at: https://ijcsmc.com/docs/papers/February2014/V3I2201499a3.pdf (accessed 10.1.2020). (In Eng.).
[6] Kaur E.J., Singh E.G. Review study on MANET Routing Protocols: Challenges and Applications. International Journal of Advanced Research in Computer Science. 2017; 8(4):140-145. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.26483/ijarcs.v8i4.3718
[7] Guss S.V. Private Wireless Mesh Networks. Mathematical Structures and Modeling. 2016; (4):102-115. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=27405154 (accessed 10.1.2020). (In Russ., abstract in Eng.).
[8] Smirnova E.V., Proletarsky A.V. et al. Tehnologii sovremennyh besprovodnyh setej Wi-Fi [Technologies of modern wireless Wi-Fi networks] Moscow, BMSTU Publ.; 2017. (In Russ.).
[9] Nishiyama H., Ito M., Kato N. Relay-by-smartphone: realizing multihop device-to-device communications. IEEE Communications Magazine. 2014; 52(4):56-65. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1109/MCOM.2014.6807947
[10] Turkes O., Scholten H., Havinga P.J.M. Cocoon: A lightweight opportunistic networking middleware for community-oriented smart mobile applications. Computer Networks. 2016; 111:93-108. (In Eng.) DOI https://doi.org/10.1016/j.comnet.2016.8.21
[11] Aloi G., Briante O., Felice M.D., Ruggeri G., Savazzi S. The SENSE-ME platform: Infrastructure-less smartphone connectivity and decentralized sensing for emergency management. Pervasive and Mobile Computing. 2017; 42:187-208. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.pmcj.2017.10.004
[12] Holzer A., Reber S., Quarta J., Mazuze J., Gillet D. Padoc: Enabling social networking in proximity. Computer Networks. 2016; 111:82-92. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.comnet.2016.8.9
[13] Gardner-Stephen P., Lakeman J., Challans R., Wallis C., Stulman A., Haddad Y. MeshMS: Ad Hoc Data Transfer within Mesh Network. International Journal of Communications, Network and System Sciences. 2012; 5(8):496-504. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.4236/ijcns.2012.58060
[14] Gardner-Stephen P., Palaniswamy S. Serval mesh software-WiFi multi model management. In: Proceedings of the 1st International Conference on Wireless Technologies for Humanitarian Relief (ACWR'11). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA; 2011. p. 71-77. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1145/2185216.2185245
[15] Boldrini C., Conti M., Delmastro F., Passarella A. Context- and social-aware middleware for opportunistic networks. Journal of Network and Computer Applications. 2010; 33(5):525-541. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.jnca.2010.3.17
[16] Trifunovic S., Kurant M., Hummel K.A., Legendre F. WLAN-Opp: Ad-hoc-less opportunistic networking on smartphones. Ad Hoc Networks. 2015; 25-B:346-358. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.adhoc.2014.7.11
[17] Al-Akkad A., Ramirez L., Boden A., Randall D., Zimmermann A. Help beacons: design and evaluation of an ad-hoc lightweight s.o.s. system for smartphones. In: Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '14). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA; 2014. p. 1485-1494. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1145/2556288.2557002
[18] Danieletto M., Quer G., Rao R.R., Zorzi M. On the Exploitation of the Android OS for the Design of a Wireless Mesh Network Testbed. In: MILCOM 2013 - 2013 IEEE Military Communications Conference, San Diego, CA; 2013. p. 1032-1038. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1109/MILCOM.2013.179
[19] Allen S.M., Chorley M.J., Colombo G.B., Jaho E., Karaliopoulos M., Stavrakakis I., Whitaker R.M. Exploiting user interest similarity and social links for micro-blog forwarding in mobile opportunistic networks. Pervasive and Mobile Computing. 2014; 11:106-131. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.pmcj.2011.12.3
[20] Fok С.-L., Roman G.-C., Lu C. Servilla: A flexible service provisioning middleware for heterogeneous sensor networks. Science of Computer Programming. 2012; 77(6):663-684. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.scico.2010.11.6
Опубликована
2020-06-25
Как цитировать
PRIKHODKO, Tatyana Alexandrovna; ZHUDIN, Nikita Andreevich; VOROBYOV, Semyon Anatolevich. Система информирования о чрезвычайных ситуациях на основе ad hoc сетей. Международный научный журнал «Современные информационные технологии и ИТ-образование», [S.l.], v. 16, n. 1, p. 118-126, june 2020. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/609>. Дата доступа: 30 oct. 2020 doi: https://doi.org/10.25559/SITITO.16.202001.118-126.
Раздел
Исследования и разработки в области новых ИТ и их приложений