Search

Mobile Crowdsensing (MCS) is a sensing paradigm that has transformed the way that various service providers collect, process, and analyze data. MCS offers novel processes where data is sensed and shared through mobile devices of the users to support various applications and services for cutting-edge technologies. However, various threats, such as data poisoning, clogging task attacks and fake sensing tasks adversely affect the performance of MCS systems, especially their sensing, and computational capacities. Since fake sensing task submissions aim at the successful completion of the legitimate tasks and mobile device resources, they also drain MCS platform resources. In this work, Self Organizing Feature Map (SOFM), an artificial neural network that is trained in an unsupervised manner, is utilized to pre-cluster the legitimate data in the dataset, thus fake tasks can be detected more effectively through less imbalanced data where legitimate/fake tasks ratio is lower in the new dataset. After pre-clustered legitimate tasks are separated from the original dataset, the remaining dataset is used to train a Deep Neural Network (DeepNN) to reach the ultimate performance goal. Pre-clustered legitimate tasks are appended to the positive prediction outputs of DeepNN to boost the performance of the proposed technique, which we refer to as pre-clustered DeepNN (PrecDeepNN). The results prove that the initial average accuracy to discriminate the legitimate and fake tasks obtained from DeepNN with the selected set of features can be improved up to an average accuracy of 0.9812 obtained from the proposed machine learning technique., 6 pages, 6 figures, one figure with two subfigures, IEEE International Conference on Communications (ICC) 2022

International audience; Recently, numerous works have shown that serial aggregation in large wireless sensor networks is scalable and very efficient, in terms of avoiding collisions and conserving energy and, more importantly, in terms of reducing response time. In this paper, a novel serial data aggregation approach, called Spreading Aggregation (SA), is proposed with the aim of shortening the traversal path and further reducing communications. First, given the fact that it is not based on a pre-established itinerary, SA is data structure maintenance-free and does not require any communications in this regard. Each time an aggregation process is launched, a new path is built, which decreases vulnerability to failure in links and nodes and allows the approach to handle topology changes. Second, SA is a localized approach that relies only on the one-hop neighbors table of each node to gradually construct the path, which makes it very scalable. A third interesting feature of SA is the merge of path construction and data processing. While the path is progressively constructed, data is simultaneously aggregated, saving a considerable amount of time and energy. In addition to all that, SA also saves energy and time due to its collision-free nature. In fact, in SA, only one packet is present in the entire network at any given time. In this paper, we formally prove the correctness of SA (i.e., free of looping and ensures the traversal of all connected nodes). Furthermore, the extensive OMNeT++ simulations, we performed, confirm that the proposed approach reduces communications, scales well in large networks, and conserves time and energy. The obtained results also show that SA outperforms state-of-the-art serial approaches.

International audience

International audience; VANETs have emerged as an exciting research and application area. Increasingly vehicles are being equipped with embedded sensors, processing and wireless communication capabilities. This has opened a myriad of possibilities for powerful and potential life-changing applications on safety, efficiency, comfort, public collaboration and participation, while they are on the road. Although, considered as a special case of a Mobile Ad Hoc Network, the high but constrained mobility of vehicles bring new challenges to data communication and application design in VANETs. This is due to their highly dynamic and intermittent connected topology and different application's QoS requirements. In this work, we survey VANETs focusing on their communicationand application challenges. In particular, we discuss the protocol stack of this type of network, and provide a qualitative comparison between most common protocols in the literature. We then present a detailed discussion of dfferent categories of VANET applications. Finally, we discuss open research problems to encourage the design of new VANET solutions.

International audience; Cloud computing has evolved to provide computing resources on-demand through a virtualized infrastructure, letting applications, computing power, data storage, and network resources to be provisioned and managed over private networks or over the Internet. Cloud services normally run on large data centers and demand a huge amount of electricity. Consequently, the electricity cost represents one of the major concerns of data centers, because it is sometimes nonlinear with the capacity of the data centers, and it is also associated with a high amount of carbon emission (CO2). However, energy-saving schemes that result in too much degradation of the system performance or in violations of service-level agreement (SLA) parameters would eventually cause the users to move to another cloud provider. Thus, there is a need to reach a balance between energy savings and the costs incurred by these savings in the execution of the applications. Therefore, in this paper, we propose and evaluate a power and SLA-aware application consolidation solution for cloud federations. It comprises a multi-agent system for server consolidation, taking into account SLA, power consumption, and carbon footprint. Different for similar solutions available in the literature, in our solution, when a cloud is overloaded, its data center needs to negotiate with other data centers before migrating the workload to another cloud. Simulation results show that our approach can reduce up to 46% of the power consumption while trying to meet performance requirements. Furthermore, we show that federated clouds can provide an adequate solution to deal with power consumption in the clouds.

The goal of query processing in WSN is to get reliable information of interest from sensor nodes whilst preserving, as much as possible, the network resources, mainly energy. Among the various approaches proposed in the literature to tackle this issue, serial approaches, in which the query is carried out serially from node to node, have shown noticeable improvements in terms of query processing responsiveness and communication overhead reduction when compared to centralized and distributed ones. Nevertheless, they suffer two main drawbacks: (a) they are intrinsically very vulnerable and (b) they require the construction of a Hamiltonian path through the network, which is known to be a NP-Complete problem. In this paper, we investigate the issue of efficient and robust query processing by proposing a novel approach, which we refer to as GBT (Greedy & Boundary Traversal). GBT is of a serialized and localized nature (i.e., each node does not maintain any knowledge about the topology of the network). Furthermore, in GBT the selection of the next hop is totally independent from the previous hops (i.e., no path is defined in advance). This feature enforces the robustness of GBT as attested by the simulation results we obtained (a mean improvement of almost 50% reduction in terms of communication, energy and query responsiveness in large-scale network topologies). We also provide a complexity analysis (time, space and communication) of our query processing algorithm as well as formal proof of its correctness (i.e., termination and completeness).

With the rising interest of expedient, safe, and high-efficient transportation, vehicular ad hoc networks (VANETs) have turned into a critical technology in smart transportation systems. Because of the high mobility of nodes, VANETs are vulnerable to security attacks. In this paper, we propose a novel framework of software-defined VANETs with trust management. Specifically, we separate the forwarding plane in VANETs from the control plane, which is responsible for the control functionality, such as routing protocols and trust management in VANETs. Using the on-demand distance vector routing (TAODV) protocol as an example, we present a routing protocol named software-defined trust based ad hoc on-demand distance vector routing (SD-TAODV). Simulation results are presented to show the effectiveness of the proposed software-defined VANETs with trust management.

TRUE pub

Vehicle target tracking is a sub-field of increasing and increasing interest in the vehicular networking research area, in particular for its potential application in dense urban areas with low associated costs, e.g., by exploiting existing monitoring infrastructures and cooperative collaboration of regular vehicles. Inspired by the concept of trap coverage area, we have originally designed and implemented an original protocol for vehicle tracking in wide-scale urban scenarios, called TCAP. TCAP is capable of achieving the needed performance while exploiting a limited number of inexpensive sensors (e.g., public-authority cameras already installed at intersections for traffic monitoring), and opportunistic vehicle collaboration, with high scalability and low overhead if compared with state-of-the-art literature. In particular, the wide set of reported results show i) the suitability of our TCAP tracking in the challenging urban conditions of high density of vehicles, ii) the very weak dependency of TCAP performance from topology changes/constraints (e.g., street lengths and speed limits), iii) the TCAP capability of self-adapting to differentiated runtime conditions.

Efficient protocols for data packet delivery in Vehicular Ad-hoc NETworks (VANETs) are crucial to guarantee the correct forwarding of data. However, communication in VANETs is a challenging task not only for the high mobility of the vehicles, but as recent studies have shown, there is a negative impact on protocol performances caused by an obstacle such as another vehicle in the line-of-sight (LOS). Many different routing protocols were presented in the last years, but only few of them were considering the effect of non line-of-sight (NLOS) propagation. In this work, we present a new solution to improve the data packet delivery ratio considering the problems caused by a high mobility and NLOS condition. Our proposal can be integrated in every position-based routing protocol. In fact, our method creates a support context awareness of neighbors before letting the protocol choose the next hop, without interfering with the specific logic. Simulation results of our context-aware version have been compared with the original protocols and with a modified version in accordance with the principle that every violation of LOS involves a discard of the packet: our solution always perform better in terms of packet delivery ratio and delay.

Context awareness, intended as providing the current execution environment at the service level, is a fundamental capability in future mobile systems. Unfortunately, the real-world realization of such scenarios is currently undermined by inefficient context data delivery mechanisms, which introduce excessive overhead over bandwidth-constrained wireless fixed infrastructures. To efficiently offload context access from fixed infrastructures to mobile nodes, this paper presents a new data caching algorithm that exploits peculiar aspects of context distribution, mainly limited data lifetime and interests similarity between nodes in physical proximity, to properly select the data to evict when necessary. Our solution considers a history over past data accesses and information over data replication to better exploit the limited available space. Extensive simulation results, collected in NS2 simulator, support our assumptions and demonstrate that our caching solution improves system scalability while adding a limited management overhead.

Includes bibliography (p. 164-176). Number of sources in the bibliography: 89 Thesis (Ph. D.) -- University of Cyprus, Faculty of Pure and Applied Sciences, Department of Computer Science, 2013. The University of Cyprus Library holds the printed form of the thesis. Οι πρόσφατες εξελίξεις στα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων (ΑΔΑ) οδηγούν σε εφαρμογές με αυξημένες απαιτήσεις κυκλοφορίας. Η απόδοση από απόψεως διαμετακομιστικής ικανότητας, χρονικής καθυστέρηση και κατανάλωσης ενέργειας, είναι τώρα ένας κυρίαρχος παράγοντας που κατευθύνει την έρευνα στα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων. Υπάρχουν πολλές περιπτώσεις στον τομέα της αυτοματοποίησης, της υγείας και της αντιμετώπισης καταστροφών που απαιτούν ΑΔΑ με αυστηρές εγγυήσεις απόδοσης. Η εμφάνιση συμφόρησης είναι ένας παράγοντας κλειδί που μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την απόδοση των ΑΔΑ. Η συντριπτική πλειοψηφία των προσεγγίσεων που ασχολούνται με τον έλεγχο της συμφόρησης σε ΑΔΑ, προσπαθούν να ελέγξουν τη συμφόρηση, με τη μείωση του ρυθμού με τον οποίο οι πηγές στέλνουν πακέτα δεδομένων στο δίκτυο. Αυτή η μέθοδος ονομάζεται «Έλεγχος Κυκλοφορίας». Μολονότι ο «Έλεγχος Κυκλοφορίας» φαίνεται να είναι μια αποτελεσματική μέθοδος για τον έλεγχο της συμφόρησης, παρουσιάζει μια σειρά από μειονεκτήματα τα οποία δεν είναι εύκολο να αγνοηθούν. Το πιο σημαντικό μειονέκτημα πηγάζει από το γεγονός ότι τα υψηλότερα φορτία κυκλοφορίας παρουσιάζονται όταν το υπό παρακολούθηση φαινόμενο λαμβάνει χώρα. Σε αυτή την περίπτωση, υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα εμφάνισης συμφόρησης στο δίκτυο. Ελέγχοντας το ρυθμό με τον οποίο τα πακέτα εκχέονται στο δίκτυο, η ποσότητα των πληροφοριών που φτάνει τις καταβόθρες δεδομένων μειώνεται. Το γεγονός αυτό μπορεί να θέσει σε κίνδυνο την αποστολή του δικτύου. Επιπλέον, θέματα συνδεσιμότητας του δικτύου δύναται να προκύψουν καθώς αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιεί συνήθως πάντα τη συντομότερη διαδρομή, από την πηγή στην καταβόθρα. Έτσι σε περίπτωση που υπάρχει μεγάλο φορτίο δεδομένων, η ενέργεια των κόμβων που αποτελούν αυτή τη διαδρομή μπορεί να εξαντληθεί. Αυτό οδηγεί σε «τρύπες» δρομολόγησης στο δίκτυο. Σε αυτήν την διατριβή προσεγγίζουμε τον έλεγχο και αποφυγή της συμφόρησης στα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων από μια διαφορετική οπτική γωνία. Έτσι, όταν συμβεί συμφόρηση, αντί να μειώνουμε το ρυθμό με τον οποίο τα πακέτα εκχέονται στο δίκτυο, προγραμματίζουμε τους κόμβους να δρομολογήσουν αριθμό πακέτων μέσω εναλλακτικών διαδρομών για να αποφύγουν τις συμφορημένες περιοχές. Αυτή η μέθοδος ονομάζεται «έλεγχος πόρων». Για να το πετύχουμε αυτό, εκμεταλλευόμαστε το γεγονός ότι τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων, συχνά αναπτύσσονται σε αφθονία ή/και πυκνά. Έτσι, αρχικά αποδεικνύουμε με μαθηματική ανάλυση χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο ροής κυκλοφορίας ότι η μέθοδος «Ελέγχου Κυκλοφορίας» μπορεί να αποδειχθεί ανεπαρκής για συγκεκριμένα σενάρια όπου απαιτούνται διασφαλίσεις απόδοσης και ότι οι ανεπάρκειες αυτής της μεθόδου μπορούν να χειριστούν αποδοτικά με τη μέθοδο «ελέγχου πόρων». Ακολούθως, επιχειρηματολογούμε στη σημασία των αλγορίθμων έλεγχου τοπολογίας και μελετούμε πως σχήματα δημιουργίας δένδρων μπορούν να βοηθήσουν στο σκοπό του ελέγχου συμφόρησης με συγκεκριμένα όρια απόδοσης. Μετά από τη μελέτη αυτή, προτείνουμε έναν αλγόριθμο που ονομάζεται HTAP (Ιεραρχικό Δένδρο Εναλλακτική Διαδρομή), που είναι ένας αποδοτικός αλγόριθμος για τον έλεγχο της και αποφυγή της συμφόρησης, όσον αφορά την διαμετακομιστική ικανότητα και την κατανάλωση ενέργειας. Στη συνέχεια, προτείνουμε ένα εναλλακτικό αλγόριθμο, που ονομάζεται DAlPaS (Δυναμική Επιλογή Εναλλακτικής Διαδρομής), ο οποίος διατηρεί τα πλεονεκτήματα του αλγορίθμου HTAP αλλά παρουσιάζει μεγαλύτερη και πιο σταθερή απόδοση από άποψη χρόνου καθυστέρησης, κατανάλωσης ενέργειας και απόδοσης. Οι αλγόριθμοι HTAP και DAlPaS αξιολογούνται επίσης υπό διαφορετικές τοποθετήσεις κόμβων. Τέλος συγκρίνουμε την απόδοση μεταξύ των μεθόδων «ελέγχου πόρων» και «ελέγχου κυκλοφορίας», για έλεγχο συμφόρησης και στο τέλος μελετάμε την παράταση της διάρκειας ζωής που οι αλγόριθμοι ελέγχου συμφόρησης που χρησιμοποιούν τη μέθοδο ελέγχου των πόρων μπορούν να προσφέρουν σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων. Κλείνοντας, παρουσιάζουμε τα συμπεράσματά μας και την μελλοντική εργασία. Recent advances in Wireless Sensor Networks (WSNs) lead to applications with increased traffic demands. Performance in terms of throughput, latency, and power consumption is now a dominating factor that leads research in WSNs. There are many cases in the fields of automation, health, and disaster response that demand WSNs with strict performance assurances. Congestion occurrence is a key factor that can negatively affect the performance of WSNs. The overwhelming majority of approaches that deal with congestion control in WSNs attempt to control congestion, by reducing the rate with which sources inject packets in the network. This method is called traffic control. Although traffic control seems to be an effective method for controlling congestion, it presents a number of drawbacks which are not easy to ignore. The most important drawback steams from the fact that higher traffic load occurs when the monitored event takes place. At this instance there is a higher probability of congestion occurrence in the network. By controlling the rate with which packets are injected in the network, the amount of information that reaches the data sinks reduces. This fact can jeopardize the purpose of the network. Moreover, network connectivity issues arise since in most cases, this approach utilizes the shortest path from source to sink. Thus, in case of heavy data load, this path of nodes can easily become power exhausted. This leads to routing “holes” in the network. In this thesis we approach congestion control and avoidance in WSNs with a different perspective. In particular, when congestion occurs, instead of reducing the rate with which packets are injected in the network we program nodes to route a number packets through alternative paths in order to avoid the congested areas. This method is called resource control. To achieve this, we take advantage of the fact that wireless sensor nodes are frequently redundantly and/or densely deployed. Thus, initially we prove with mathematical analysis using a traffic flow model, that the traffic control method can be proven inefficient in specific scenarios where performance assurances are needed. Then, we prove that the inefficiencies of this method can be handled effectively by the resource control method. Then, we argue on the importance of topology control algorithms and study how tree- forming schemes can assist the purpose of congestion control with specific performance bounds. After this study, we propose an algorithm, called HTAP (Hierarchical Tree Alternative Path) which is an efficient algorithm for congestion control and avoidance, in terms of throughput and power consumption. Then, we propose an alternative algorithm, called DAlPaS (Dynamic Alternative Path Selection), which keeps the advantages of HTAP algorithm but presents higher and more stable performance in terms of time delay, power consumption and throughput. HTAP and DAlPaS algorithms are also evaluated under different placements. Finally, we compare the performance of HTAP, against different types of congestion control algorithms in WSNs.

Includes bibliography (p. 164-176). Number of sources in the bibliography: 89 Thesis (Ph. D.) -- University of Cyprus, Faculty of Pure and Applied Sciences, Department of Computer Science, 2013. The University of Cyprus Library holds the printed form of the thesis. Οι πρόσφατες εξελίξεις στα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων (ΑΔΑ) οδηγούν σε εφαρμογές με αυξημένες απαιτήσεις κυκλοφορίας. Η απόδοση από απόψεως διαμετακομιστικής ικανότητας, χρονικής καθυστέρηση και κατανάλωσης ενέργειας, είναι τώρα ένας κυρίαρχος παράγοντας που κατευθύνει την έρευνα στα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων. Υπάρχουν πολλές περιπτώσεις στον τομέα της αυτοματοποίησης, της υγείας και της αντιμετώπισης καταστροφών που απαιτούν ΑΔΑ με αυστηρές εγγυήσεις απόδοσης. Η εμφάνιση συμφόρησης είναι ένας παράγοντας κλειδί που μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την απόδοση των ΑΔΑ. Η συντριπτική πλειοψηφία των προσεγγίσεων που ασχολούνται με τον έλεγχο της συμφόρησης σε ΑΔΑ, προσπαθούν να ελέγξουν τη συμφόρηση, με τη μείωση του ρυθμού με τον οποίο οι πηγές στέλνουν πακέτα δεδομένων στο δίκτυο. Αυτή η μέθοδος ονομάζεται «Έλεγχος Κυκλοφορίας». Μολονότι ο «Έλεγχος Κυκλοφορίας» φαίνεται να είναι μια αποτελεσματική μέθοδος για τον έλεγχο της συμφόρησης, παρουσιάζει μια σειρά από μειονεκτήματα τα οποία δεν είναι εύκολο να αγνοηθούν. Το πιο σημαντικό μειονέκτημα πηγάζει από το γεγονός ότι τα υψηλότερα φορτία κυκλοφορίας παρουσιάζονται όταν το υπό παρακολούθηση φαινόμενο λαμβάνει χώρα. Σε αυτή την περίπτωση, υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα εμφάνισης συμφόρησης στο δίκτυο. Ελέγχοντας το ρυθμό με τον οποίο τα πακέτα εκχέονται στο δίκτυο, η ποσότητα των πληροφοριών που φτάνει τις καταβόθρες δεδομένων μειώνεται. Το γεγονός αυτό μπορεί να θέσει σε κίνδυνο την αποστολή του δικτύου. Επιπλέον, θέματα συνδεσιμότητας του δικτύου δύναται να προκύψουν καθώς αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιεί συνήθως πάντα τη συντομότερη διαδρομή, από την πηγή στην καταβόθρα. Έτσι σε περίπτωση που υπάρχει μεγάλο φορτίο δεδομένων, η ενέργεια των κόμβων που αποτελούν αυτή τη διαδρομή μπορεί να εξαντληθεί. Αυτό οδηγεί σε «τρύπες» δρομολόγησης στο δίκτυο. Σε αυτήν την διατριβή προσεγγίζουμε τον έλεγχο και αποφυγή της συμφόρησης στα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων από μια διαφορετική οπτική γωνία. Έτσι, όταν συμβεί συμφόρηση, αντί να μειώνουμε το ρυθμό με τον οποίο τα πακέτα εκχέονται στο δίκτυο, προγραμματίζουμε τους κόμβους να δρομολογήσουν αριθμό πακέτων μέσω εναλλακτικών διαδρομών για να αποφύγουν τις συμφορημένες περιοχές. Αυτή η μέθοδος ονομάζεται «έλεγχος πόρων». Για να το πετύχουμε αυτό, εκμεταλλευόμαστε το γεγονός ότι τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων, συχνά αναπτύσσονται σε αφθονία ή/και πυκνά. Έτσι, αρχικά αποδεικνύουμε με μαθηματική ανάλυση χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο ροής κυκλοφορίας ότι η μέθοδος «Ελέγχου Κυκλοφορίας» μπορεί να αποδειχθεί ανεπαρκής για συγκεκριμένα σενάρια όπου απαιτούνται διασφαλίσεις απόδοσης και ότι οι ανεπάρκειες αυτής της μεθόδου μπορούν να χειριστούν αποδοτικά με τη μέθοδο «ελέγχου πόρων». Ακολούθως, επιχειρηματολογούμε στη σημασία των αλγορίθμων έλεγχου τοπολογίας και μελετούμε πως σχήματα δημιουργίας δένδρων μπορούν να βοηθήσουν στο σκοπό του ελέγχου συμφόρησης με συγκεκριμένα όρια απόδοσης. Μετά από τη μελέτη αυτή, προτείνουμε έναν αλγόριθμο που ονομάζεται HTAP (Ιεραρχικό Δένδρο Εναλλακτική Διαδρομή), που είναι ένας αποδοτικός αλγόριθμος για τον έλεγχο της και αποφυγή της συμφόρησης, όσον αφορά την διαμετακομιστική ικανότητα και την κατανάλωση ενέργειας. Στη συνέχεια, προτείνουμε ένα εναλλακτικό αλγόριθμο, που ονομάζεται DAlPaS (Δυναμική Επιλογή Εναλλακτικής Διαδρομής), ο οποίος διατηρεί τα πλεονεκτήματα του αλγορίθμου HTAP αλλά παρουσιάζει μεγαλύτερη και πιο σταθερή απόδοση από άποψη χρόνου καθυστέρησης, κατανάλωσης ενέργειας και απόδοσης. Οι αλγόριθμοι HTAP και DAlPaS αξιολογούνται επίσης υπό διαφορετικές τοποθετήσεις κόμβων. Τέλος συγκρίνουμε την απόδοση μεταξύ των μεθόδων «ελέγχου πόρων» και «ελέγχου κυκλοφορίας», για έλεγχο συμφόρησης και στο τέλος μελετάμε την παράταση της διάρκειας ζωής που οι αλγόριθμοι ελέγχου συμφόρησης που χρησιμοποιούν τη μέθοδο ελέγχου των πόρων μπορούν να προσφέρουν σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων. Κλείνοντας, παρουσιάζουμε τα συμπεράσματά μας και την μελλοντική εργασία. Recent advances in Wireless Sensor Networks (WSNs) lead to applications with increased traffic demands. Performance in terms of throughput, latency, and power consumption is now a dominating factor that leads research in WSNs. There are many cases in the fields of automation, health, and disaster response that demand WSNs with strict performance assurances. Congestion occurrence is a key factor that can negatively affect the performance of WSNs. The overwhelming majority of approaches that deal with congestion control in WSNs attempt to control congestion, by reducing the rate with which sources inject packets in the network. This method is called traffic control. Although traffic control seems to be an effective method for controlling congestion, it presents a number of drawbacks which are not easy to ignore. The most important drawback steams from the fact that higher traffic load occurs when the monitored event takes place. At this instance there is a higher probability of congestion occurrence in the network. By controlling the rate with which packets are injected in the network, the amount of information that reaches the data sinks reduces. This fact can jeopardize the purpose of the network. Moreover, network connectivity issues arise since in most cases, this approach utilizes the shortest path from source to sink. Thus, in case of heavy data load, this path of nodes can easily become power exhausted. This leads to routing “holes” in the network. In this thesis we approach congestion control and avoidance in WSNs with a different perspective. In particular, when congestion occurs, instead of reducing the rate with which packets are injected in the network we program nodes to route a number packets through alternative paths in order to avoid the congested areas. This method is called resource control. To achieve this, we take advantage of the fact that wireless sensor nodes are frequently redundantly and/or densely deployed. Thus, initially we prove with mathematical analysis using a traffic flow model, that the traffic control method can be proven inefficient in specific scenarios where performance assurances are needed. Then, we prove that the inefficiencies of this method can be handled effectively by the resource control method. Then, we argue on the importance of topology control algorithms and study how tree- forming schemes can assist the purpose of congestion control with specific performance bounds. After this study, we propose an algorithm, called HTAP (Hierarchical Tree Alternative Path) which is an efficient algorithm for congestion control and avoidance, in terms of throughput and power consumption. Then, we propose an alternative algorithm, called DAlPaS (Dynamic Alternative Path Selection), which keeps the advantages of HTAP algorithm but presents higher and more stable performance in terms of time delay, power consumption and throughput. HTAP and DAlPaS algorithms are also evaluated under different placements. Finally, we compare the performance of HTAP, against different types of congestion control algorithms in WSNs.