Dissertação

{en_GB=Software-based Framework for Drone Swarm Communication} {} EVALUATED

{pt=Esta tese desenvolve uma estrutura baseada num grupo de drones, normalmente denominado enxame. Esta estrutura deve suportar a comunicação entre o enxame e a comunicação entre o enxame e uma estação terrestre. A ideia é que o enxame siga uma rota e que mantenha a sua formação. Simultaneamente, o enxame retira informações sobre o ambiente envolvente e envia-as para a estação terrestre para posterior processamento. A comunicação entre o enxame e a estação terrestre deve maximizar a bateria dos drones. Após uma análise das possíveis arquitecturas, concluímos que a melhor opção é ter uma arquitectura descentralizada, o que significa que apenas um drone comunica com a estação terrestre, normalmente chamado cabeça do grupo. Esse drone é seleccionado pela estação terrestre e pode mudar ao longo do tempo de acordo com a sua percentagem de bateria e valor de sinal-ruído. O enxame está sempre em movimento, o que pode causar uma ligação intermitente entre a cabeça do grupo e a estação terrestre. Depois de analisarmos os possíveis protocolos de encaminhamento, concluímos que deve ser utilizado um protocolo de encaminhamento de rede tolerante a atrasos, garantindo que os dados são sempre recebidos. Uma vez que os drones se devem mover como um enxame, concluímos que estes devem utilizar um protocolo diferente, um protocolo de encaminhamento geográfico. Para avaliar o comportamento do sistema, realizámos alguns testes, simulando possíveis cenários. , en=This thesis develops a framework that must support the communication between the swarm and the communication between the swarm and a ground station. The idea is that the swarm follows a route maintaining its formation. Simultaneously, the swarm takes information from the environment and sends it to the ground station for processing. The communication between the swarm and the ground station must maximize the battery of the drones. After an analysis, we conclude that the best option is to have a decentralized architecture, which means that only one node communicates with the ground station, called a cluster head. That node is selected by the ground station and can change over time according to its battery percentage and signal-to-noise ratio value. The swarm is always moving, which can cause an intermittent connection between the cluster head node and the ground station. Therefore, a delay tolerant network routing protocol is used, which means that the probability of data being received is very high. Since the drone must move as a swarm, the communication is based on a geographic routing protocol. To evaluate the system, we realized some tests, simulating different scenarios. }
{pt=Drone, Enxame, Cabeça do grupo, Arquitectura descentralizada, Encaminhamento geográfico, Encaminhamento tolerante a atrasos., en=Drone, Swarm, Cluster head, Decentralized architecture, Geographic routing protocol, Delay tolerant network routing protocol.}

Janeiro 19, 2021, 14:0

Orientação

ORIENTADOR

Teresa Maria Sá Ferreira Vazão Vasques

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado