27700

بكارگيري پروتكل ارتباطي انعطاف پذير براي زيرساخت اندازه گيري پيشرفته در شبكه هوشمند برق

كارشناسي ارشد

مهندسي كامپيوتر- شبكه‌هاي كامپيوتري

1399

1401/09/30

ناصر مزيني

كامپيوتر

روشي كه امروزه براي توليد و توزيع انرژي الكتريكي استفاده گرديده، در قرن گذشته طراحي و ساخته شده و تاكنون عمدتا بدون تغيير مانده است. فناوري شبكه هوشمند برق از قرائت خودكار كنتور به عنوان يك سيستم ارتباطي يكطرفه، به زيرساخت اندازه گيري پيشرفته به عنوان يك سيستم ارتباطي دوطرفه، تكامل يافت. با بكارگيري زيرساخت اندازه گيري پيشرفته (Advanced Metering Infrastructure)، امكان برقراري ارتباط ميان مصرفكنندگان و سرويس دهندگان ايجاد شده و اندازه گيري و ارسال صحيح ميزان برق مصرفي توسط كنتورهاي هوشمند به شركت برق مركزي جهت صدور قبوض برق براي مشتريان و شركت برق امكانپذير گرديده است. همچنين دريافت دستورات مورد نياز براي مديريت برق مصرفي لوازم خانگي نيز از اهميت زيادي برخوردار است. يكي از راه حل هايي كه براي ايجاد اعتماد دوطرفه بين مشتريان و شركت برق پيشنهاد شده، ارائه يك پروتكل مسيريابي پيشرفته براي ارسال و دريافت اطلاعات است. در اين پروژه با بكارگيري روش آتاماتاي يادگير(Learning Automaton) در پروتكل مسيريابي RPL كه براي شبكه هاي كم توان و بااتلاف طراحي شده، گره هاي مخرب در حمله سياه چاله شناسايي مي گردد. به دليل ماهيت ناپايدار گره ها در شبكه هاي كم توان، فركانس اتصال و انفصال گره ها به شبكه زياد بوده و امكان اضافه شدن يك گره مخرب به شبكه زياد است. گره مخرب در حمله مذكور باعث شده تا اطلاعات ارسالي از گره هاي ديگر به مقصد نرسيده و ناپايداري در شبكه ايجاد شود. به همين دليل يك فرايند احراز هويت براي گره ها در نظر گرفته شده تا با انجام آن، گره هاي بدخواه شناسايي گرديده و پيرامون قابليت اطمينان آن ها تصميم گيري گردد. همچنين در ادامه پروژه، با جايگذاري بهينه گره هاي شبكه (كنتورهاي هوشمند)، ترافيك گذرا از شبكه را بهبود داده و يك ارتباط سالم و پايدار براي هر دو طرف قرارداد ايجاد مي گردد. محصول پروژه در راستاي بهبود كيفيت خدماتي مانند قابليت اطمينان، انرژي باقيمانده و تاخير تلاش نموده كه نتايج شبيه سازي ها براي پروتكل پيشنهادي شامل بهبود 5.69 درصدي تعداد گره هاي زنده و افزايش 8.16 درصدي نرخ انتقال بوده كه نتايج كامل تر در ادامه گزارش آورده شده است.

1401/10/24

Deployment of a flexible communication protocol for advanced metering infrastructure in smart grid

1/1/1900 12:00:00 AM

The method used to generate and generate electrical energy has been designed and built over the past century and has remained unchanged. Smart grid technology evolved from automatic meter reading as a one-way communication system, to advanced metering infrastructure as a two-way communication system. By using Advanced Metering Infrastructure (AMI), it is possible to communicate between consumers and service providers. it is also possible to correctly measure the amount of electricity consumed by customers and with smart meters it can be sent to the central electricity company in order to issue electricity bills for the customers. It is needless to say that receiving necessary instructions to manage the electricity consumption of household appliances are very important. One of the proposed solutions to create a mutual trust between customers and the power delivery company is to provide an advanced routing protocol for sending and receiving information. In this project, by using the Learning Automaton method in the RPL routing protocol, which has been designed for low-power and lossy networks, malicious nodes of blackhole attack will be identified. Due to the unstable nature of nodes in low-power networks, the frequency of connecting and disconnecting nodes to the network is high, and the possibility of joining a malicious node to the network is high. The malicious node in the mentioned attack won’t let the information that are sent from other nodes to reach its destination and created instability in the network. For this reason, an authentication process for the nodes has been considered so that malicious nodes can be identified and decisions can be made about their reliability. Also, in the continuation of the project, with the optimal placement of network nodes (smart meters), transitory traffic from the network will be improved and a safe and stable connection will be created for both sides of the contract. The product of the project strives to improve the quality of services such as reliability, residual energy, and delay. The results of the simulations for the proposed protocol include a 5.69% improvement in the number of live nodes and an 8.16% increase in the transmission rate. Furthermore, the rest of the results will be given in the rest of the report.

پروتكل مسيريابي , كيفيت خدمات , حمله سياه چاله , ريپل , شبكه هوشمند برق

Routing Protocol , Quality of Servies , Blackhole Attack , RPL , Smart Grid

Ahmadreza Agha Kazem Shirazi

Naser Mozayani