دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته کامپیوتر

تمایل : نرم افزار

عنوان : بهبود مسیریابی داده های حساس به تاخیر در شبکه های حسگر بیسیم

دانشگاه آزاد اسلامی

دانشگاه علوم تحقیقات خراسان جنوبی

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته کامپیوتر

تمایل نرم افزار

عنوان:

بهبود مسیریابی داده های حساس به تاخیر در شبکه های حسگر بیسیم

استاد راهنما  :

دکتر مزینانی

واسه رعایت تکهایی از متن پایان نامه مثلا :

(ممکنه هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزه یا بعضی نمادها و اشکال درج نشه ولی در فایل دانلودی همه چیز منظم و کامله)

فهرست مطالب:

فصل اول:کلیات تحقیق

1-1 مقدمه

4

1-2بیان موضوع

11

1-3اهمیت و ضرورت تحقیق

14

1-4سؤالات تحقیق:

16

1-5 فرضیه‏های تحقیق

16

فصل دوم: مروری بر ادبیات تحقیق

2-1 WSn ها با یك چاهک ثابت

19

2-1-1 مشکل اتمام انرژی در گره های دور و بر چاهک

19

2-1-2 بهبود حالت چاهک ثابت

20

2-2 WSN با یك چاهک متحرك

21

2-2-1 امتیازات چاهک متحرک

22

2-2-2  عیب استفاده از چاهک متحرک

23

2-2-3 شکل های جور واجور حرکت چاهک متحرک

23

2-2-3-1 جابجایی تصادفی

23

2-2-3-2 شبكه های موبایل ثابت

24

2-2-3-3 جابجایی كنترل موبایلیتی

25

2-3  ارسال داده های حساس به تاخیر

29

2-4 استفاده از چاهک ثابت و متحرک به شکل با هم

29

2-5 روش ارایه شده در  EEQR

32

2-5-1 معرفی مشکل نقاط کور

33

2-6 مسیریابی در شبکه های حسگر بیسیم

33

2-6-1 اهداف مسیریابی

33

2-6-2 معیارهای تعیین راه بهینه

34

2-6-3 مسیریابی در شبکه های بیسیم

34

2-6-3-1 مسیریابی بردار فاصله

35

2-6-3-2 مسیریابی حالت اتصال

36

2-6-3-3 مسیریابی مبدا

36

2-7 روشای پخش اطلاعات

36

2-7-1 روش همه پخشی (Flooding)

37

2-7-2 روش شایعه پراكنی (gossiping)

38

2-7-3 روش SPIN

40

2-7-4 پیغامای SPIN

40

2-7-5  SPIN-1 یك روش دست تكانی سه مرحله ای

41

2-7-6 خلاصه سازی فرصت طلبانه (opportunistic data aggregation)

43

2-7-7 خلاصه سازی حریصانه(greed data aggregation)

43

2-7-8 سوال تو رد تو(nested query)

44

2-8  الگوریتم خوشه بندی

44

2-8-1 معیارمطلوبیت خوشها

45

2-8-2 ویژگی های یک الگوریتم خوشه بندی مناسب

46

2-8-3 مشکلات روش خوشه بندی

46

2-8-4 شکل های جور واجور خوشه بندی

46

2-8-5  الگوریتم kmeans

47

2-8-5-1  مراحل كار

47

2-8-6 پیش پردازش داده ها

48

2-8-7 شکل های جور واجور ویژگیا در خوشه بندی  

48

2-8-8 دلایل اصلی پیش پردازش داده ها

48

2-8-9 عملیات اصلی پیش پردازش داده ها

49

2-8-10 آلودگی ها در خوشه بندی

49

2-8-11 روشهای مورد استفاده در پیش پردازش

50

2-8-12 روش (Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)

50

2-8-12-1 جزئیات الگوریتم LEACH

52

2-8-12-2 فاز

52

2-8-12-3 فاز تشكیل دسته ها

53

2-8-12-4 فاز تشكیل برنامه

53

2-8-12-5 فاز انتقال داده ها

54

فصل سوم :روش تحقیق

3-1 مقدمه

56

3-2 فاز  اول: قرار گرفتن ابتدایی  

58

3-2-1 پیشرفت ابتدایی

58

3-2-2خوشه بندی

58

3-2-2-1 استفاده از روش BSK-Means  واسه خوشه بندی گره ها

61

3-2-3 مسیریابی

63

3-2-3-1  مسیریابی جهت اتصال به گره سرخوشه

64

3-2-3-2  مسیریابی سرخوشه به طرف فوق گره

64

3-2-3-3 مسیریابی به طرف چاهک متحرک

65

3-2-3-4 مسیریابی وایجاد کانال خصوصی بین فوق گره ها

65

3-3 فاز دوم : زندگی و ادامه زندگی شبکه

66

3-3-1  اولویت بندی اطلاعات

66

3-3-2 تصمیم گیری واسه ارسال داده ها

67

3-3-3 تصمیم گیری در مورد جهش حرکت چاهک متحرک

68

3-3-4 نحوه آگاهی فوق گره وصل به چاهک متحرک، به بقیه فوق گرها و نرک ایستگاه

70

3-3-5 ارسال  غیر مستقیم اطلاعات چاهک متحرک

70

3-4 مقایسه روشای ارایه شده

71

3-4-1 روش چاهک ثابت

71

3-4-2 روش چاهک متحرک

72

3-4-3 استفاده از چاهک ثابت و متحرک به شکل با هم(DualSink)

73

3-4-4 روش ارایه شده

74

3-5 طرح و نقشه

75

3-6 امتیازات استفاده از این روش نسبت به بقیه روش ها

76

فصل چهارم :جدا سازی و بررسی داده ها و آزمایش کارایی

4-1  آزمایش کارایی

78

4-1-1 جزییات مثل سازی

78

4-1-2 مدل انرژی مصرفی گره ها

80

4-1-3 مقایسه انرژی مصرف شده در روش ارایه شده

80

4-1-4 تاثیر روش ارایه شده ،بر میزان گم شدن بسته ها

82

4-1-5 متوسط تعداد قدم طی کرده واسه رسیدن به چاهک

83

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادهای تحقیق

5-1نتایج

86

5-2 پیشنهادهای تحقیق

87

فهرست جداول

جدول4-1 پارامترهای مثل سازی

79

فهرست اشکال

شکل 1-1معماری ارتباطی شبکه های حسگر بیسیم

6

شکل 1-2 ساختمون داخلی گره  حسگر

6

شکل 2-1 شکل های جور واجور خوشه بندی در شبکه های حسگر بیسیم

21

شکل 2-2یک چاهک روون در حال حرکت در طول یک خط مستقیم

28

شکل2-3  شکل های جور واجور روشای جابه حایی کنترل شده

29

(شکل 2-4 )روش ارایه شده در EEQR

32

(شکل 2-5) پدیده تصادم

37

(شکل 2-6) پدیده هم پوشانی

38

شکل 2-7 روش شایعه پراکنی

39

شکل 2-8 روش دست تکونی

42

شکل 2-9 نحوه دسته بندی در زمانای t و t+c

51

شکل 2-10 میران نرمال شده مصرف  انرژی سیستم درصد گره های سردسته

52

شکل3-1 نمایه ای از طرح پیاده سازی شده

58

شکل 3-2  خوشه بندی با روش Leach

62

شکل 3-3 روش خوشه بندی با روش BSK-Means

63

شکل 3-4 نمایه چاهک ثابت و نحوه اتصال گره ها

71

شکل 3-5 نمایه روش چاهک متحرک و نحوه اتصال گره ها

72

شکل 3-6 استفاده از چاهک ثابت و متحرک به شکل با هم (Dual Sink)

73

شکل 3-7 نمایش گرافیکی طرح پیشنهادی

74

فهرست نمودارها

(نمودار 3-1) مصرف انرژی  BSK-Means، در مقایسه با روش های دیگه، در شبکه های حسگر بیسیم
61

(نمودار 3-2)کارایی الگوریتم BSK-means  واسه ارسال اطلاعات در مقایسه با بقیه روش ها

62

(نمودار 4-1) نمودار مصرف انرژی در استفاده از روش های در جور واجور شبکه

81

(نمودار 4-2 ) درصد بسته های گم شده نسبت به تعداد گره های مورد استفاده

82

(نمودار 4-3) میانگین تعداد قدم در حالتای چاهک متحرک و چاهک ثابت و راه کار الان در خالت استفاده از 35 گره

84

چکیده

یکی از چالشای مطرح در مورد شبکه های حسگر ،نحوه مسیریابی و جمع آوری اطلاعات از گره های شبکه می باشه
از اونجا که این شبکه ها از دید منابع انرژی و پردازشی محدود کردن دارن،نیازمند روش های خاصی واسه مسیریابی و انتقال اطلاعات می باشن که مصرف انرژی پایینی داشته باشن

واسه روشن تر شدن موضوع ،در شبکه های حسگر معمولی یک گره چاهک در وسط شبکه قرار داره که اطلاعات حس شده به وسیله اون، به طرف چاهک هدایت می شه اما طول عمر پایین شبکه به دلیل از بین رفتن گره های دور و بر چاهک و تاخیر انتها به انتهای زیاد گره به دلیل انتقال اطلاعات از راه تعداد تقریبا زیادی گره واسه رسیدن به چاهک ، دو مشکل اساسی در ارسال اطلاعات در شبکه های حسگر بی سیم معمولی هستن
دو مشکل ذکر شده  ،این روزا به عنوان یكی از مباحث بسیار داغ علمی مطرحه و تا حالا كارهای زیادی در جهت بهبود و افزایش كارایی در مورد جمع آوری اطلاعات در این بخش ، صورت گرفته
یكی از روش های مطرح در این مورد، روش استفاده از چاهک متحرکه كه در این روش با حرکت چاهک در کل شبکه اطلاعات از گره های حسگر جمع آوری می شه
این روش، پایه خیلی از روش های مطرح شده بعدی در جهت حل مشکلات مطرح شده در بخش مسیریابی و جمع آوری اطلاعات در شبكه های حسگر رو تشكیل می بده كه در این پایان نامه مورد بحث و بررسی قرار گرفتن و در آخر از دید توانایی و نقاط ضعف و قوت، با یكدیگر مورد مقایسه قرار گرفتن

در این پایان نامه می خوایم تا با ارایه روشی کامل، ساده و کارا دو مشکل مطرح در این جور شبکه ها که باعث کارایی پایین این شبکه ها گردیده رو بهینه تر کنیم
روش ارایه شده مبنی بر حرکت چاهک متحرک در طول شبکه س که در اون شبکه به شکل خوشه بندی شده و با در نظر گرفتن اولویت بسته ها در ارسال اطلاعات به چاهک می باشه
یافته ها به دست اومده بهبود دو پارامتر ذکر شده رو  نشون می بده

1-1مقدمه

این روزا بحث سیستم های كنترل و نظارت از راه دور یكی از مباحث پرچالش در مورد علوم الكترونیك و كامپیوتر می باشه
بنابر این محققان در هر زمان به دنبال راه حلی می باشن تا شرایط خاص و انتظارات مورد توجه رو جواب بده؛ در شرایط و كیفیت كاری یكسان هر چی نسبت هزینه به كارائی پائینتر باشه، همون قدر محبوبیت اون روش بیشتر می شه

واسه باخبر شدن از تغییرات محیط دور و بر و یا وضعیت هر مجموعه ،نیازمند یكسری لوازم هستیم كه بعنوان حسگر شناخته می شن
حسگر ها تغییرات مورد توجه (تغییرات فیزیكی یا شیمیایی) رو به شکل یك جواب، به خاطر اندازه گیری میزان تغییرات و یا وجود تغییر، ارائه میدن
پس از جمع آوری اطلاعات لازم می توان بقیه عملیات رو طبق جواب ارائه شده، انجام داد

پیشرفتهای گذشته در مورد الكترونیك و مخابرات بی سیم باعث شده ،بتونیم گره های حسگر چندكاره، با توان مصرفی پایین و هزینه كم داشته باشیم كه از نظر اندازه خیلی كوچك هستن و واسه مسافتای كوتاه می تونن با هم رابطه برقرار کنن
این گره های حسگر كوچك طبق نظریه شبكه های حسگر، دارای لوازم حس كردن، پردازش داده ها و مخابره می باشن
فرق اصلی شبكه های حسگر با بقیه شبكه ها در وجود داده– محور (data – centric) و هم اینکه منابع انرژی و پردازشی بسیار محدود در اوناس كه موجب شده تا روشای مطرح شده جهت انتقال داده ها در بقیه شبكه ها و حتی شبكه هایی كه تا حد زیادی ساختاری مشابه شبكه های حسگر دارن مثل شبكه های موردی(AdHoc)، در این شبكه ها قابل استفاده نباشن
روند پیشرفت این شبكه ها در حدیه كه مطمئناً این شبكه ها در آینده نزدیك، نقش مهمی رو در زندگی روزمره ما اجرا خواهند كرد
از كاربردهایی كه الان واسه شبكه حسگر مطرح می شه و روزبه روز بر تعدادشون اضافه می شه، میشه به كاربردهایی مثل عمل ردیابی در محیطای گسترده جغرافیایی، سیستم های امنیتی، نظارت بر سازه های بزرگ، نظارت بر بیماران دارای وضعیت حساس و هم اینکه نظارت بر پارامترهای محیطی در مناطقی كه حضور آدم در اونا خطرناكه و بسیاری كاربردهای دیگه اشاره كرد

شبكه های حسگر تجمع تعداد خیلی از گره های حسگر می باشن كه در محیط پراكنده شده ان و هر کدوم به طور خودمختار و با همكاری بقیه گره ها هدف خاصی رو دنبال می کنن
گره ها، به هم نزدیك هستن و هر گره ای با گره دیگری می تونه رابطه برقرار كند و اطلاعات خود رو در اختیار گره دیگری بذاره و در آخر وضعیت محیط تحت نظر، به یك گره مركزی گزارش می شه

عواملی چون اقتصادی بودن سیستم، تواناییهای مورد پخش، تعداد انبوه گره ها موجب گشته هر گرهی یكسری محدودیتهای سخت افزاری داشته باشه
این محدودیتها باید در اجرا سیستمای جور واجور در این جور شبکه ها روش زوم بشه
بعضی از محدود کردن های این جور شبکه ها عبارتند از :

  • هزینه پائین : باید سیستم پایانی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشه
    چون تعداد گره ها خیلی زیاد بوده و برآورده هزینه هر گره در تعداد زیادی (بالغ بر چند صدهزار) ضرب می شه، پس هر چی از هزینه هر گره كاسته شه، در سطح كلی شبكه صرفه جویی زیادی صورت می گیره و تلاش می شه هزینه هر گره به كمتر از یك دلار برسه
  • حجم كوچك : گره به نسبت محدوده ای كه زیر نظر دارن، بخشی رو به حجم خود اختصاص میدن
    بنابر این هر چی این نسبت كمتر باشه به همون نسبت كارایی بالاتر میره و از طرفی در بیشتر موارد واسه اینكه گره ها جلب توجه نكند و یا بتونن در بعضی مكان ها قرار بگیرن نیازمند داشتن حجم بسیار كوچك هستن
  • توان مصرفی پایین : منبع تغذیه در گره ها محدوده س و در عمل امكان عوض کردن یا شارژ دوباره اون ممکن نیس، بنابر این باید از انرژی موجود به بهترین راه ممكن استفاده شه
  • میزان بیت پائین : به خاطر وجود بقیه محدودیتها، ً میزان میزان انتقال و پردازش اطلاعات در گره ها، تقریباً پایینه
  • خودمختار بودن : هر گره ای باید از بقیه گره ها جداگونه باشه و بتونه وظایف خود رو طبق تشخیص و شرایط خود، به انجام برسونه

توانایی برابری پذیری : در طول انجام نظارت بر محیط، ممكنه شرایط در هر زمانی دچار تغییر و تغییر شه
مثلاً بعضی از گره ها خراب گردند
بنابر این هر گره باید بتونه وضعیت خود رو با شرایط بوجود اومده جدید تطبق بده

همونطور كه در  قبل هم بیان شد، شبكه های حسگر در حالت كلی وجود داده – محور دارن و پس ساختار ارتباطی بین گره های حسگر باید طوری طراحی شن كه با وجود این شبكه ها هماهنگی داشته باشن
چون بیشتر كاربردهای شبكه های حسگر در مواردیه كه ً امكان اتصال گره ها به یكدیگر عملی یا مقرون به صرفه نیس، در این جور شبكه ها عموماً از رابطه بیسیم استفاده می شه
و ساختار كلی این شبكه ها به این صورته كه تعداد زیادی گره همسان، در محیط پراكنده می شن و پس از جمع آوری اطلاعات مورد نظر، اون رو به یك چاهک (Sink) ارسال می کنن
چاهک، گرهی دارای میزان انرژی بالا و لوازم مورد نیازه و واسط بین شبكه حسگر و محیط دور و بر می باشه
در شبكه های با وسعت جغرافیایی زیاد، میشه از چندین چاهک استفاده كرد تا راه ارسال داده ها به گیرنده ها، بیشتر از حد طولانی نگردد

از آنجایی كه ارسال مستقیم رادیویی در فواصل زیاد، به انرژی خیلی زیادی احتیاج داره، در شبكه های حسگر از روش های انتقال اطلاعات به شکل قدم به قدم استفاده می شه
جدا از اینکه این مورد، در بیشتر موارد بین خیلی از گره ها و گیرنده های مركزی به دلیل مسایلی مثل فاصله زیاد یا مشکلات جغرافیایی، ممكنه دید مستقیمی بین گره و گیرنده مركزی وجود نداشته باشه
روشهای متنوعی جهت پراكندن اطلاعات در شبكه های حسگر، پیشنهاد شده كه تعدادی از اونا در فصل بعد، به کوتاهیً آورده شدن
در شكل 1-1 و 1-2شمایی از معماری ارتباطی در شبكه های حسگر نشون داده شده

تكنیك ها و روش های مورد استفاده در اینجور شبكه ها وابستگی شدیدی به وجود كاربرد شبكه داره و ساختار توپولوژی شبكه، شرایط جوی و محیطی، محدود کردن ها و

عوامل موثری در پارامترهای كارایی و هزینه شبكه هستن
بنابر این این روزا در سرتاسر دانشگاه های معتبر و مراكز تحقیقاتی كامپیوتری، الكترونیكی و به ویژه مخابراتی، شبكه های حسگر بیسیم، یك زمینه تحقیقاتی بسیار جذاب و پرطرفدار حساب می شه
تحقیقات و پیشنهادات زیادی در مباحث جور واجور ارائه شده و بازم حجم تحقیقات در این مورد سیر صعودی داره

هدف اصلی همه این تلاش ها و ارائه راه كارها، داشتن سیستمی با روش های كنترلی ساده، آسون و با هزینه پائین می باشه كه در آخر با پاسخگویی به نیازمندی های ما ، بتونه در مقابل محدودیتها (پهنای باند، انرژی ، دخالت های محیطی ، فیدینگ و

) ایستادگی كند و شرایط كلی رو طبق خواسته ها و تمایلات ما (انتقال حجم زیاد اطلاعات پرمحتوا، بقاء پذیری و طول عمر بالا، هزینه پائین و

) رو جفت و جور سازه
بنابر این محققین جنبه های جور واجور رو بررسی و بررسی می کنه و تلاش می کنن ایده های بهینه و كارا رو درآورده کنن
این ایده ها می تونن از محیط وحش دور و برمون الهام گرفته شده باشه و با استفاده از قوانین ریاضی و عقیده ها تئوری و آماری می توان اونا رو بررسی نمود

به دلایل ذكر شده در بالا، بحث شبكه های حسگر الان یكی از مباحث داغ در محافل علمیه و روز به روز بر تعداد مقاله هایی كه در این مورد منتشر می شن اضافه می شه
در سالهای گذشته هم چند كنفرانس معتبر IEEE هم در همین زمینه برگزار شده

یكی از رقابت های مطرح در مورد شبكه های حسگر، نحوه مسیریابی و انتقال اطلاعات جمع آوری شده، در گره های این شبكه هاست
از آنجایی كه این شبكه ها از دید میزان انر‍ژی قابل دسترسی و منابع پردازشی موجود، محدود کردن دارن، نمیشه از روش های مطرح شده واسه بقیه شبكه ها، در شبكه های حسگر استفاده كرد

دو نوع مصرف انرژی در  شبکه در بین محققان مطرح می باشه

  • میانگین مصرف انرژی گره ها در شبکه که در اصطلاح بهش Ebar   می گویند
  • بیشترین میزان مصرف انرژی در شبکه در بین گره ها که در اصطلاح بهش Emax می گن

یک شبکه حسگر رو در نظر بگیرین که در یه تیکه از شبکه انرژی گره های یک قسمت از شبکه خیلی مصرف می شه این موضوع باعث می شه که یه تیکه از شبکه بعد از یه مدت، انرژی اش تموم شه و از کار بیفته و پس نتونه اطلاعاتی در مورد اون ناحیه به چاهک برسونه ، از طرفی در اون شبکه ،ناحیه ای هست که مصرف انرژی پایینی داره ،در این صورت میانگین مصرف انرژی شبکه مشکلی رو در این شبکه نشون نمی بده اما پارامتر  Emax  این موضوع رو بیان می کنه که در یک قسمت از شبکه انرژی زیادی در حال استفاده می باشه

در طراحی های گذشته یك WSN معمولا تشكیل شده از یك سری گره ثابت و یك چاهک ثابت که در بین ناحیه جغرافیایی قرار گرفته
در اینجور پیكربندی،مصرف كننده انرژی،ماژول ارتباطات هر گره می باشه
در عمل، واسه ارسال اطلاعات گره ها به چاهک، به ارتباطات چندگانه نیازه
با در نظر گرفتن این که در هر رابطه از انرژی شبکه کم کرده می شه، انرژی شبکه به میزان تقریبا زیادی به ازای یک بسته کاهش پیدا می کنن
در این جور شبکه ها مشکل دیگری هم هست و اون اینه که در صورتی که شبکه دارای یک چاهک ثابت در محیط باشه همه گره های شبکه اطلاعات خود رو  به طرف چاهک ارسال می کنن
گرچه چاهک، از واسه مصرف انرژی دارای محدودیتی نمی باشه، اما گره های دور و بر چاهک تعداد بسته های زیادی رو مبادله می کنن و این موضوع باعث می شه که انرژی اون ها زود تموم شه، با وجود این که گره های دور از چاهک بازم انرژی دارن و قادر به رصد محیط می باشن، اما نمی تواننداطلاعات خود رو به چاهک ارسال کنه

از طرفی احتمال ایجاد نقاط کور واسه دسترسی درشبکه های با چاهک ثابت  به شکل بارزی ممکن می باشه
از طرفی به دلیل محدودیتای جغرافیایی و یا نبود امنیت یک راه، واسه ارسال اطلاعات حسگرها نمی تونن اطلاعات خود رو به چاهک ثابت ارسال کنه
این موضوع به عنوان یکی از نقاط ضعف استفاده از چاهک ثابت به حساب می آید

یک راه کار ارایه شده در این بخش ،استفاده از چند چاهک ثابت در شبکه می باشه
اما استفاده از چندین چاهک، به دلیل هزینه زیاد و محدود کردن هایی که در مورد جای چاهک می باشه مثل محیط های نظامی (که چاهک حتما باید در نقطه امنی از شبکه حضور داشته باشه)، معمولا مورد استفاده قرار نمی گیرد

راه کار دیگری در این مورد به وسیله[1] بیان گردید و اون، استفاده از راه و روش مجموعه مراتبی در ارسال اطلاعات به چاهک می باشه
در این روش هر گره خود رو در یه مجموعه بزرگ تر عضو می کنه و اطلاعات خود رو از راه گره ای که نماینده اون گروه می باشه ارسال می کنه
این روش میزان مسیریابی های دوباره و هم پوشانی در ارسال اطلاعات رو کاهش می بده
اما تاثیر زیادی در ترافیک اطلاعات ارسالی به چاهک ثابت نخواد داشت

رویكرد دیگری كه واسه افزایش طول عمر شبكه كاربرد داره، استفاده از چاهک متحرك در این جور شبكه هاس
این راه و روش در خیلی از موارد مثل استفاده از چندین گره ثابته، در حالی كه در حالت استفاده از چند گره ثابت احتیاج به استفاده از یك رابطه عمومی واسه جمع آوری تموم داده ها در یك نقطه پایانیه
واسه شکست دادن نقصای موجود در یك چاهک ثابت، استفاده از چاهک متحرك پیشنهاد شده
یك چاهک متحرك، می تونه شکل های جور واجور مختلفی از جابه جایی رو در بین سنسورها داشته باشه
مثل حركت تصادفی، حركت ثابت و پیش بینی شده از قبل و حركتای كنترل شده كه نتیجه اون بهبود در مصرف انرژی و جمع آوری داده می باشه، که به شکل جداگونه، هریک رو توضیح میدیم

روش استفاده از چاهک متحرک، مشکلات تموم شدن انرژی گره های دور و بر چاهک و هم اینکه ارتباطات چندگامه و تاخیر انتها به انتها رو به نسبت روش چاهک ثابت برطرف می کنه اما دارای مشکلاتی هم می باشه
در این جور شبکه ها، اطلاعاتی که در یک منطقه از شبکه ایجاد می گردند، نمی تونن خود رو به دلیل نبود چاهک متحرک در اون ناحیه، به موقع به چاهک برسانند
این موضوع زمانی بدتر می شه که شبکه دارای ترافیک های حساس به تاخیر باشه
ترافیک های حساس به تاخیر، اطلاعاتی هستن که دارای محدود کردن زمانی در ارسال و دریافت به وسیله مقصد هستن
در بعضی از این ترافیک ها مثل ترافیک های چندرسانه ای، حتی ترتیب دریافت بسته مهم می باشه
پس، روش استفاده از چاهک متحرک، واسه این گونه ترافیک ها نتیجه عکس داره
استفاده از چاهک متحرک، مشکلات دیگری هم داره که در این جا به بعضی از آن ها به اختصار اشاره می شه و توضیحات کامل تر رو در فصل بعد ارایه می کنیم
از دیگه مشکلات این روش، افزایش تاخیر انتها به انتها و مسیریابی همیشه به چاهک متحرک و مشکل بودن شناسایی حضور چاهک متحرک به وسیله چاهک ثابت رو می توان نام برد

راه کار استفاده شده دیگه، در این بخش  استفاده از چاهک ثابت و متحرک به شکل همزمانه
در بعضی کاربرد ها نیازه تا رابطه گره ها با چاهک همیشه برقرار باشه
یکی از این موارد، ترافیک های حساس به تاخیره
در این جور ترافیک ها، داده ها واسه ارسال به چاهک دارای محدود کردن در زمان دریافت هستن
در بعضی کاربرد ها، مثل رشته های ویدیویی حتی ترتیب دریافت هم اهمیت داره
در این مورد، راه کارای مختلفی ارایه شده
یکی از مهمترین راه کارای ارائه شده، استفاده از چاهک ثابت و متحرک به شکل با هم می باشه
این روش در مقلات علمی جور واجور بیان گردیده و مورد علاقه خیلی از محققین می باشه
امتیاز این روش حضور همیشگی کمه کم یک چاهک واسه ارسال اطلاعات می باشه
اما در این روش هم خلاهایی هست
مثل اتصال قسمت بزرگی از شبکه به چاهک ثابت و دیگری، مسیریابی همیشگی دوباره به چاهک متحرکه
در قسمت ضرورت انجام تحقیق مفصل تر در مورد این موضوع سخن میگیم

1-2بیان موضوع

همونطور که در مقدمه هم بیان گردید، روشهای زیادی واسه پروتكل های مسیریابی طراحی شده ان تا بهینه سازی مصرف انرژی در جمع آوری داده ها در شبكه حسگر بیسیم رو جفت و جور کنن
در مورد روش چاهک ثابت،گره های گذاشته شده در نزدیکی چاهک، انرژی شون رو خالی می کنن و خیلی زودتر از گره های قرار گرفته در دور از چاهک، به خاطر بار پاسخگویی بالاتر زودتر می میرند
به خاطر اینكه این موضوع رو مهم بدونیمش، متحرک سازی چاهک رو معرفی می كنیم كه در اون چاهک می تونه در یك راه مشخص درون شبكه حركت كند هم اینکه در خیلی از موارد نشون داده شده كه چاهک متحرك در متعادل سازی بار مسیریابی و پس كاهش انرژی گره ها كمك می كند
با اینکه این موضوع روشن هست كه چاهک متحرك بالانس بار بین گره ها رو بهبود می بخشه، اما این یك سوال بازه كه این موضوع در بهبود كارایی انرژی شبكه WSN خوبه یا نه؟ واسه اینكه این موضوع رو مورد متوجه بذاریم اول نیازمند این هستیم كه معیارهای مناسبی رو واسه كمی سازی كارایی انرژی تعریف كنیم

1- دو پارامتر ممكن که واسه مقایسه روش های هدف دار متحرك سازی چاهک استفاده می شه، اینه كه تموم انرژی مصرف شده گره ها در WSN رو واسه تموم بار كاری انجام شده به وسیله WSN مقایسه كنیم
آزمایش اول، كاهش انرژی متوسط به ازاء همه گره ها می باشه
مثلا میانگین كاهش انرژی واسه همه گره ها در WSN در طول تایم نشونه
با این همه نشونه كه در مورد یك چاهک ثابت، مصرف انرژی گره ها در طول شبكه خیلی متغیره
دلیل این موضوع این هست که، گره های دور و بر چاهک، تحت بار سنگین تری هستن و عملیات جواب اونا، نسبت به گره های دورتر از چاهک بیشتره
پس Emax، شک نداشته باشین یكی از پارامترهای نماینده ممكن واسه تعیین طول عمر WSN در یك محیط ذهنی می باشه
بیشتر كارهای انجام شده در مقالات در مورد طول عمر یك WSN، به دو پارمتر میانگین اتلاف انرژی گره های شبکه و بیشینه مصرف انرژی شبکه توجه کرده ان

در این پایان نامه می خوایم این دو نوع نحوه مصرف انرژی رو با هم با حفظ کیفیت سرویس، از راه ارائه راه حلی در مسیریابی شبکه، با استفاده از چاهک ثابت و متحرک، کاهش دهیم

چتد عامل در بهینگی عوامل بیان شده اثر میذاره، که می خوایم تاثیر این عوامل رو بر مصرف انرژی شبکه کم یا حذف کنیم در ادامه به اختصار هر یک از موارد رو توضیح میدیم

اول: معمولا WSNها از سنسورهای ثابت ریزی تشكیل شده كه در محیط جغرافیایی پارامترهای مورد نظر رو حس كرده و پارامترهای مورد علاقه رو بررسی می کنن
پیشرفت نامتقارن رندوم باعث شده كه همیشه یكی از پارامترهای مهم، گرفتن انرژی بهینه باشه و همیشه باید به فكر اثر تكنولوژی ها در تغییر ارسال داده ها باشیم
در شبكه های ad-hock، در یك محیط جغرافیایی بزرگ که پارامترهای مورد نظر رو حس می کنن، یك قرار گرفتن شبكه غیر كنترل شده و تصادفی، یك توپولوژی غیر قابل درك و نامفهوم رو در یك محیط پویا با پهنای باند كم، انرژی باتری پایین و حافظه گره های كم ایجاب می كند كه هر گره یك راه كارآمد از نظر انرژی رو به شبکه معرفی كند
قرار گرفتن ad-hock گره ها، برنامه نویسان رو از جداول مسیریابی پیكربندی شده روی هر گره در گره های حسگر محدود می كند
هر چند شبکه های ad-hoc  با ساختار شبکه های حسگر بیسیم متفاوت می باشن اما می توان از بعضی روش های اون ها واسه جنب و جوش چاهک استفاده نمود
تكنیكای مختلفی واسه حفظ مسیرهای مسیریابی شده و به روز شدهی چاهک ارائه شده ان
[2]
روش پرواكتیو(در روش هایی كه تغییر توپولوژی مسیریابی به كندی صورت می گیرد) روش بهتری واسه كاهش مصرف انرژی می باشه، به این صورت كه واسه رسیدن به توپولوژی شبكه به شکل گسترده، یك بسته رو به تموم شبكه ارسال می شه
در جواب بسته ارسالی، برگشت داده داریم
در مقدمه تاثیر چاهک متحرک، در مصرف انرژی بیان گردید
اما روش پرواکتیو، به دلیل این که چاهک متحرک در هر زمان در یک قسمت از شبکه می باشه، باعث می شه که شبکه متناوبا به مسیریابی دوباره تا گره مربوط به چاهک بده ، ارسال بسته به همه شبکه، باعث مصرف انرژی زیادی می شه
با در نظر گرفتن این موضوع، یکی از مشکلات استفاده از چاهک متحرک، مسیریابی چند باره می باشه که در روش ارایه شده، مورد توجه قرار می دهیم

دوم: در شبکه های حسگر بیسیم معمولی، چاهک درمرکز شبکه،ثابت می باشه و بسته های اطلاعاتی باید واسه رسیدن به چاهک از چند قدم عبور کنه
افزایش تاخیر انتها به انتها ،به دلیل ارسال بسته ها به وسیله چند قدم، یکی از مشکلات استفاده از چاهک ثابت می باشه
افزایش تاخیر انتها به انتها در ترافیک های حساس به تاخیر موضوع مهمی می باشه
این در حالیه که ارسال اطلاعات به چاهک متحرک می تونه به شکل  یه قدم انجام شده یا به وسیله چند قدم محدود، انجام شه

ارسال اطلاعات با استفاده از چند گره، کیفیت سرویس رو کاهش می بده
علاوه برآن، ارسال اطلاعات با استفاده از چند گره تاثیر زیادی بر افزایش انرژی مصرفی در شبکه داره
یکی از هدف های این پایان نامه کاهش ارتباطات چند گامه واسه ارسال اطلاعات به چاهک می باشه

سوم : هر چند روش چاهک متحرک بهینگی مصرف انرژی و کاهش تاخیرانتهابه انتها رو بهبود می بده ، اما مشکل اساسی این روش انتظار واسه حضور چاهک متحرک واسه ارسال اطلاعات می باشه
این مشکل باعث می شه که تاخیر انتهابه انتها در نقاطی که چاهک متحرک در اون منطقه حضور نداره خیلی زیاد شه و این موضوع واسه ترافیک های حساس به تاخیر چندرسانه ای قابل قبول نمی باشه
پس در روش ارائه شده،موضوع ارتباطات چندگانه رو مورد توجه قرار می دهیم

چهارم : یکی از مشکلات استفاده از چاهک ثابت نبود دسترسی به نقاط کور در شبکه می باشه
در این گونه شبکه ها، تعدادی از گره ها معمولا به دلیل پدیده های جغرافیایی با پخش ناهمگن در یه تیکه از شبکه و یا تموم شدن انرژی گره هایی که اطلاعات یک ناحیه به وسیله اون ها به چاهک ثابت انتقال داده می شده، قادر به ارسال داده به طرف چاهک ثابت نیستن
در این حالت ها مشکل نقاط کور هست و باعث می شه که با وجود مصرف انرژی، گره ها نتونن اطلاعات خود رو به چاهک ارسال کنه
در روش استفاده از چاهک متحرک،چاهک طوری برنامه ریزی می شه که در مناطق دور از شبکه هم حضور داشته باشه و پس در مقایسه با حالت چاهک  ثابت نقاط کور رو بهتر پوشش می بده

پنجم: در شبکه های حسگر بیسیم ، گره های حسگر به طور یکنواخت در محیط پخش نشده ان و از طرفی ترافیک شبکه هم در همه شبکه به طور یکنواخت نمی باشه
این مشکل باعث می شه که مصرف انرژی در همه شبکه به یک میزان نباشه پس باعث می شه که یه تیکه از شبکه انرژی اش به سرعت تموم شه

ششم : کیفیت سرویس در برنامه های جور واجور ،متفاوت می باشه
در این پایان نامه هم دقق شدن روی داده های حساس به تاخیر می باشه در این گونه برنامه ها، هر بسته اطلاعاتی با در نظر گرفتن نوع برنامه مورد استفاده اون، می تونه دارای اولویت خاصی، نسبت به بسته اطلاعاتی دیگری می باشه
در شبکه های حسگر بیسیم معمولی، اولویت خاصی به بسته های ورودی واسه ارسال به چاهک دید نمی شه
پس بسته های با اولویت پایین ،بدون هیچ تاخیری ارسال می شه، اما بسته های با اولویت بالا، با تاخیر زیادی ارسال می گردند

با در نظر گرفتن ضعف هر کدوم از روش های استفاده از چاهک ثابت و چاهک متحرک، روش پیشنهادی خیلی از محققین ، استفاده از چاهک ثابت و متحرک به شکل همزمانه

تعداد صفحه : 115

قیمت : 14700 تومن

com/?checkout=3113″ method=”post” name=”frm_jahanpay3113″>

بی معطلی پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار میگیره

و در جدا از اینکه فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شه

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail
com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارین می تونین مبلغ مورد نظر واسه هر فایل رو کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز رو به ایمیل ما ارسال کنین تا فایل رو از راه ایمیل دریافت کنین

***  *** ***

متن کامل در سایت sabzfile.com