mạng lưới đồng hồ nước thông minh
Một số yêu cầu đặt ra đối với các giao thức định tuyến thu thập dữ liệu cho mạng lưới đồng hồ nước thông minh đó là:
Thời gian tồn tại dự kiến của các thiết bị đồng hồ nước thông minh có thể kéo dài đến 5 năm. Nguồn năng lượng được tích trữ phụ thuộc vào dung lượng của pin. Điều này dẫn đến những ràng buộc khắt khe cho mọi hoạt động của thiết bị. Bộ thu phát vô tuyến là một trong những thành phần tiêu thụ năng lượng nhiều nhất của một nút mạng. Do đó giao thức định tuyến sẽ có ảnh hưởng nhiều đến thời gian tồn tại của các thiết bị đồng hồ nước thông minh. Ngoài ra, mỗi thiết bị thực hiện đồng thời hai chức năng đó là: Chức năng khởi tạo dữ liệu và chức năng định tuyến dữ liệu. Để giảm năng lượng tiêu thụ thì các thuật toán định tuyến được đề xuất cho mạng lưới đồng hồ nước thông minh là sử dụng chiến thuật định tuyến hiệu quả về năng lượng với một số cách tiếp cận khác nhau như các phương thức phân nhóm, phân công vai trò riêng cho các nút trong mạng, tập hợp dữ liệu và tập trung dữ liệu.
Khả năng mở rộng là một vấn đề quan trọng trong mạng lưới đồng hồ nước thông minh. Giao thức định tuyến cần phải hoạt động hiệu quả trong các mạng lớn bao gồm hàng ngàn các thiết bị đồng hồ nước thông minh.
Khả năng lưu trữ và tính toán của các thiết bị đồng hồ nước thông minh
đã làm hạn chế nhiều đến các giao thức định tuyến. Do đó, các thuật toán định tuyến đơn giản, gọn nhẹ cần phải được nghiên cứu và phát triển cho mạng lưới đồng hồ nước thông minh. Thách thức này có thể được giải quyết với một chi phí thấp bằng cách sử dụng một số nút mạng có khả năng lưu trữ lớn hơn và tốc độ tính toán nhanh hơn. Những mạng không đồng nhất như vậy cần phải được xem xét đến khi thiết kế giao thức định tuyến.
Các nút không đồng nhất cần phải được tính đến khi thiết kế giao thức định tuyến cho mạng lưới đồng hồ nước thông minh. Có hai nguyên nhân chính dẫn đến việc các nút trong mạng không đồng nhất. Thứ nhất là hoàn toàn có thể tăng được hiệu năng của mạng thông qua việc triển khai một số nút có năng lượng, khả năng lưu trữ và tính toán tốt hơn các nút còn lại trong mạng. Các nút này đóng vai trò là các nút chủ cụm để chuyển tiếp lưu lượng của
các nút khác đến các bộ tập trung dữ liệu. Thứ hai là sự khác biệt giữa các nút mạng có thể phát sinh trong quá trình hoạt động của mạng. Một số nút mạng có thể phải thực hiện nhiều nhiệm vụ hơn dẫn đến chúng bị mất năng lượng nhanh hơn các nút khác. Do đó, giao thức định tuyến cần phải tránh việc chuyển tiếp các bản tin thông qua các nút mạng có mức nguồn năng lượng thấp để bù lại sự không đồng đều về năng lượng giữa các nút trong mạng.
Khả năng chịu lỗi cũng cần phải được quan tâm khi định tuyến các bản tin. Tuy nhiên, khi một nút mạng bị lỗi thì nó sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ các hoạt động chung của mạng. Các thuật toán định tuyến cần phải có các tuyến đường dự phòng hoặc xây dựng kịp thời một tuyến đường khác trong trường hợp liên kết mạng bị lỗi.
Phạm vi truyền thông có ảnh hưởng nhiều đến hoạt động của mạng. Các thiết bị đồng hồ nước thông minh có thể thay đổi công suất phát để tăng phạm vi truyền nhưng cùng với đó là sự tiêu hao nhiều về nguồn năng lượng. Việc gửi các bản tin với công suất phát hạn chế, qua một khoảng cách ngắn có thể kéo dài thời gian tồn tại của một nút mạng nhưng cũng làm tăng trễ truyền bản tin. Ngược lại, khi phạm vi truyền thông được mở rộng thì tổng năng lượng được sử dụng cho việc xử lý các bản tin tại các nút trung gian sẽ giảm nhưng nhiễu trong mạng cũng có thể xuất hiện nhiều hơn.