Algorithm design for the distributed average consensus problem over IoT environments
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2018
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Abstract
A medida que las tecnologías de comunicación han ampliado el conjunto de dispositivos con capacidades de red, está surgiendo una nueva concepción de la Internet de las cosas (IoT). Con la incorporación de dispositivos con diagnósticos avanzados y capacidades de actuación, el IoT proporciona un entorno atractivo para controlar procesos externos utilizando sus capacidades de detección, actuación y computación. En este contexto, los algoritmos de consenso son una alternativa atractiva para apoyar el funcionamiento del IoT y para habilitar su potencial como red de control distribuido. En particular, el problema de llegar a un consenso al promedio de algunas cantidades iniciales es un problema desafiante con potencial aplicaciones en el entorno IoT. Aunque los algoritmos de consenso son estrategias maduras y bien estudiadas que se ajustan naturalmente a las redes, su desempeño se deteriora cuando se enfrentan a fenómenos tales como retrasos estocásticos, transmisiones y recepciones secuenciales y falta de fiabilidad en el proceso de intercambio de información; todo presente en un entorno de IoT. En este trabajo, se diseña un nuevo algoritmo para lograr el consenso al promedio en un entorno IoT. Se desarrolla un análisis teórico para comprender sus principios de funcionamiento. Además, el algoritmo está codificado como un protocolo en hardware real el cual se evalúa en una red local de baja escala y en una red pública de gran escala. El algoritmo está inspirado en gossips y converge al promedio en todos los experimentos realizados en un entorno real de IoT donde enfrenta las no idealidades de los fenómenos de comunicación.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2018