Data Gathering and Dissemination over Flying Ad-hoc Networks in Smart Environments

L'avvento dell'Internet of Things (IoT) ha gettato le basi per nuove possibilità nella vita di tutti i giorni. La capacità di comunicare con qualsiasi dispositivo elettronico è diventata un'opportunità affascinante. Particolarmente interessanti sono gli UAV (Unmanned Airborne Vehicles), dispositivi volanti autonomi o controllati a distanza in grado di operare in molti contesti grazie alla loro mobilità, ai sensori e alle capacità di comunicazione. Recentemente, l'uso degli UAV è diventato una risorsa importante in molti scenari critici e comuni; in tal modo, vari gruppi di ricerca hanno iniziato a considerare le potenzialità degli UAV applicate agli ambienti intelligenti. Gli UAV possono comunicare tra loro formando una rete Ad-hoc volante (FANET), al fine di fornire servizi complessi che richiedono il coordinamento di diversi UAV; tuttavia, questo genera anche numerosi problemi di comunicazione. Questa dissertazione parte da questo punto di vista, concentrandosi innanzitutto su problemi di rete e potenziali soluzioni già presenti nello stato dell'arte. A tal fine, i problemi peculiari di instradamento in reti mobili ad-hoc tridimensionali sono stati studiati attraverso una serie di simulazioni per confrontare diversi protocolli di instradamento ad-hoc e comprenderne i limiti. Da questa conoscenza, il nostro lavoro prende in considerazione le differenze tra le classiche MANET e le FANET, evidenziando le prestazioni di comunicazione specifiche degli UAV e dei loro specifici modelli di mobilità. Sulla base di questi presupposti, proponiamo perfezionamenti e miglioramenti dei protocolli di routing, nonché il loro collegamento con le applicazioni reali basate su droni per supportare servizi intelligenti. Particolare attenzione è dedicata alle reti DTN (Delay / Disruption Tolerant Networks), caratterizzate da lunghi ritardi di trasmissione dei pacchetti e connettività intermittente, un aspetto critico quando sono coinvolti gli UAV. L'obiettivo è fare leva su strategie context-aware per progettare soluzioni di routing più efficienti. Il risultato di questo lavoro include la progettazione e l'analisi di nuovi protocolli di routing che rendono più efficiente la comunicazione tra UAV, supportando anche la comunicazione con diversi dispositivi in ambienti intelligenti ed eterogenei. Infine, discutiamo come la presenza di sciami di droni possa influenzare la percezione della popolazione, fornendo un'analisi critica di come la considerazione di questi aspetti potrebbe cambiare un'infrastruttura di comunicazione FANET.