عنوان:

ارایه‌ی یک روش مسیریابی برای شبکه‌های حسگر بی‌سیم با هدف افزایش طول عمر شبکه

استاد راهنما:

دکتر مجید مقدادی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

فهرست مطالب:

1 مقدمه……………………….. 2

1-1 ضرورت مسئله و چالش‌های پروتکل مسیریابی……………………….. 3

1-1-1 ظرفیت محدود انرژی……………………….. 4

1-1-2 مختصات مکان گره‌ها……………………… 4

1-1-3 محدودیت منابع سخت‌افزاری……………………….. 4

1-1-4 تعداد زیاد گره و قرار گرفتن تصادفی در محیط……………………….. 4

1-1-5 ویژگی‌های شبکه و عدم اطمینان محیط فیزیکی……………………….. 4

1-1-6 افزونگی داده……………………… 5

1-1-7 تنوع کاربرد شبکه‌های حسگر بی‌سیم………………………. 5

1-2 ویژگی‌های شبکه‌های حسگر بی‌سیم………………………. 5

1-3 ساختار گره‌ حسگر………………………. 7

1-4 قالب پیام………………………. 8

چکیده فصل اول………………………. 9

2 کارهای مرتبط………………………. 12

2-1 مقدمه………………………. 12

2-2 انواع پروتکل‌های مسیریابی……………………….. 12

2-2-1 پروتکلهای مبتنی بر مکان………………………. 13

2-2-2 پروتکلهای داده‌محور………………………. 14

2-2-3 پروتکلهای سلسله مراتبی……………………….. 15

2-2-4 پروتکلهای مبتنی بر حرکت……………………….. 17

2-2-5 پروتکلهای مبتنی بر چند مسیر………………………. 18

2-2-6 پروتکلهای مربوط به شبکه‌های ناهمگن……………………….. 18

2-2-7 پروتکلهای مبتنی بر کیفیت سرویس………………………… 19

2-3 مسیریابی متمرکز و توزیع شده……………………… 19

2-3-1 الگوریتمهای مرکزی……………………….. 19

2-3-2 الگوریتم های توزیع شده……………………… 20

2-4 محیط سه بعدی……………………….. 20

چکیده‌ی فصل دوم………………………. 21

3 الگوریتم پیشنهادی……………………….. 23

3-1 انواع روش‌های مسیریابی……………………….. 23

3-2 مفروضات در نظر گرفته شده درشبیه‌سازی……………………….. 24

3-3 الگوریتم PSO………………………..

3-4 مراحل الگوریتم پیشنهادی……………………….. 28
دانلود متن کامل در سایت sabzfile.com
چکیده‌ی فصل سوم………………………. 35

4 شبیه‌سازی و اجرای اگوریتم پیشنهادی……………………….. 37

4-1نرم‌افزارهای شبیه‌سازی شبکه‌های حسگر بی‌سیم………………………. 37

4-2 شبه کد الگوریتم PSO………………………..

4-3 طراحی شبیه ساز شبکه‌های حسگر بی‌سیم………………………. 41

4-4 بسته‌ی داده‌ای……………………….. 43

4-5 شبه‌کد الگوریتم پیشنهادی……………………….. 44

اختصار‌ی فصل چهارم………………………. 46

5 نتایج شبیه‌سازی……………………….. 48

5-1 مقایسه‌ی عمر شبکه………………………. 49

5-2 مقایسه‌ی نرخ دریافت اطلاعات……………………….. 53

چکیده‌ی فصل 5………………………. 55

6 نتیجه‌گیری و پیشنهادات……………………….. 57

6-1خلاصه‌ی بحث……………………….. 57

6-2 اختصار‌ی نتایج……………………….. 57

6-3 پیشنهادات وکارهای آتی……………………….. 58

مراجع……………………… 60
جستجو در سایت :   


چکیده:

کاربرد روز افزون شبکه‌های حسگر بی‌سیم در زندگی بشر گویای اهمیت زیاد این تکنولوژی می باشد. محدودیت انرژی در عناصر تشکیل دهنده‎ی شبکه‌های حسگر بی‌سیم که گره‌حسگرها می‌باشند همواره به عنوان مهمترین چالش پیش روی این تکنولوژی مطرح بوده می باشد و به همین دلیل بخش اعظم تحقیقات انجام شده در حیطه‌ی شبکه‌های حسگر بی‌سیم به موضوع انرژی اختصاص یافته می باشد. با در نظر داشتن اینکه چگونگی‌ی انتخاب مسیرها برای ارسال اطلاعات در شبکه‌های حسگر بی‌سیم تأثیر قابل توجهی بر اندازه مصرف انرژی شبکه دارد، در این پژوهش کوشش بر ارایه‎‌ی راهکاری در زمینه‌ی مسیریابی با هدف افزایش طول عمر شبکه شده می باشد. در این روش با در نظر گرفتن تاریخچه‌ی مصرف انرژی گره‌های ‌حسگر، تعداد همسایگان حسگر ارسال کننده‌ی داده، و فاصله مبدأ تا مقصد ارسال داده(تک گام)، راهکاری ارایه شده می باشد که می‌تواند تأثیر بسیاری بر افزایش عمر شکه داشته باشد. شبیه‌سازی و مقایسه با روش‌های معروف و موفق مسیریابی در شبکه‌های حسگر بی‌سیم گویای شایستگی روش پیشنهادی می‌باشد.

فصل اول: مقدمه

1- مقدمه:

شبکه­های حسگر بی­سیم از تعدادی گره­حسگر تشکیل شده می باشد و به گونه معمول اندازه­ی این گره‌ها کوچک می باشد و ارزان قیمت هستند. تمامی این گره‌ها قابلیت دریافت اطلاعات از محیط اطراف خود را دارند، همچنین می­توانند داده‌های در‌پیدا نمود ‌شده از محیط را به سمت گره‌حسگری که در همسایگی آنها قرار دارد بفرستند و یا از آنها دریافت کنند. در این نوع شبکه­ها شعاع انتقال داده‌ها محدود می باشد، همچنین گره‌ها از نظر پردازشی و ذخیره­ی اطلاعات نیز محدودیت دارند. با در نظر داشتن محدود بودن انرژی گره‌ها، بیشتر روشهای مسیریابی در این نوع شبکه­ ها با هدف افزایش طول عمر شبکه مطرح شده­اند. در این پژوهش یک الگوریتم مسیریابی جدید معرفی می­ گردد که مهمترین هدف آن افزایش عمر شبکه می باشد.

در بیشتر کاربردهای شبکه­های حسگر بی­سیم، چگونگی­ی قرار گرفتن گره‌ها در محیط فیزیکی به صورت تصادفی می باشد ونقشه‌ی خاص و از پیش تعیین شده‌ای ندارد. گره‌ها پس از قرار گرفتن در محیط به گونه خودکار ساختار شبکه­ را تشکیل می­دهند و برای مدت محدودی به دریافت اطلاعات از محیط اطراف و انتقال آن به ایستگاه اصلی می­پردازند. انرژی لازم برای دریافت اطلاعات از محیط و فرستادن اطلاعات به دیگر حسگرها توسط باتری‌های تعبیه شده در حسگرها تأمین می گردد. پس انرژی این گره‌ها محدود می باشد و در اکثر کاربردها پس از اتمام انرژی باتری، شارژ مجدد ویا تعویض آن بسیار دشوار و به‌گونه معمول غیرممکن می باشد.

کاربردهای مختلف شبکه‌های حسگر منجر به تولید گره‌‌‌حسگرهای زیادی شده می باشد که از نظر معماری، اندازه، مصرف انرژی و شعاع پوشش گره بسیار متفاوت هستند. جدول 1-1 تعدادی از این گره‌حسگرها و کاربردی را که دارند نشان می‌دهد]1[.

1-1- ضرورت مسئله و چالش های پروتکل مسیریابی

محدودیت انرژی همواره مهمترین چالش پیش‌روی شبکه‌های حسگر بی‌سیم بوده می باشد. با در نظر داشتن اینکه بخش زیادی از انرژی شبکه صرف ارسال اطلاعات به دست آمده از محیط به سمت ایستگاه اصلی می گردد، بهره گیری از یک روش مسیریابی مناسب می‌تواند تا حد زیادی طول عمر شبکه را افزایش دهد. ارایه‌ی یک پروتکل مسیریابی برای شبکه‌های حسگر بی‌سیم با چالش‌هایی روبه‌روست که از محدودیت‌های این شبکه‌ها ناشی می گردد. همچنین این شبکه‌ها در بسیاری از منابع شبکه نیز محدودیت دارند. برای مثال: پهنای باند ارتباطی، واحد پردازشگر، واحد ذخیره‌سازی و انرژی ]2،3[. مهمترین چالش‌های پیش روی طراحی پروتکل‌های مسیریابی عبارتند از]4،5،6[:

1-1-1- ظرفیت محدود انرژی

با در نظر داشتن اینکه گره‌های حسگر انرژی لازم را از باتری‌ها می‌گیرند، پس ظرفیت محدودی دارند. هنگامی که انرژی گره از یک مقدار آستانه کمتر گردد، آن گره قادر به ادامه فعالیت خود نخواهد بود و این امر تاثیر منفی زیادی روی شبکه می‌گذارد. از اینرو محدودیت انرژی بزرگ­ترین چالش برای ارایه یک پروتکل مسیر یابی می باشد.

2-1-1- مختصات مکان گره ها

چالش دیگری که در امر ارایه یک پروتکل مسیریابی می باشد مدیریت مکان گره می باشد. تعداد زیادی از پروتکل‌‌های مسیریابی فرض می‌کنند که هرحسگر مجهز به سیستم مکان‌یابی جهانی می باشد[1] و یا از الگوریتم‌های مکان‌یابی برای یافتن مکان گره بهره گیری می‌کنند]5[.

3-1-1- محدودیت منابع سخت افزاری

گره‌های حسگر علاوه بر انرژی، از لحاظ ذخیره‌سازی و پردازش نیز محدود هستند. گره‌ی حسگر نمی‌توانند محاسبات پیچیده و طولانی را انجام دهد و این امر چالشی برای پیشرفت نرم افزاری در شبکه‌های حسگر بی‌سیم می باشد. پس برای ارایه یک الگوریتم مسیریابی علاوه بر انرژی بایستی محدودیت سخت ‌افزاری را نیز در نظر داشت.

4-1-1- تعداد زیاد گره و قرار گرفتن تصادفی در محیط

شبکه‌های حسگر بی‌سیم به گونه کامل وابسته به کاربرد شبکه هستند. در بیشتر کاربردها تعداد زیادی گره به گونه تصادفی در محیط فیزیکی قرار داده می­شوند که این امر تاثیر قابل توجهی بر روی کارایی الگوریتم‌های مسیریابی دارد.

5-1-1- ویژگی‌های شبکه ( عدم اطمینان محیط فیزیکی)

در شبکه‌های حسگر بی‌سیم، گره حسگرها در محیطی پویا و غیر قابل اطمینان قرار می‌گیرند. توپولوژی شبکه مدام در حال تغییر می باشد و این تغییرات از عواملی زیرا به پایان رسیدن انرژی گره، آسیب فیزیکی گره و یا قطع ارتباط بین گره‌ها ناشی می گردد. یک پروتکل مسیریابی مناسب بایستی با تغییرات توپولوژی به گونه مناسبی همسو باشد.

6-1-1- افزونگی داده

زیرا در شبکه‌های حسگر بی‌سیم افزونگی داده‌ی بالایی هست و ممکن می باشد اطلاعات یکسانی از گره‌های مختلف به‌دست آید، پس در بعضی از گره‌ها می‌توان از تکنیک‌های اجماع داده­ بهره گیری نمود. اجماع داده‌ها می­تواند تا حد زیادی تعداد بسته­های اطلاعاتی که در شبکه به سمت ایستگاه اصلی منتقل می شوند را کاهش دهد و از اینرو تاثیر مثبتی بر طول عمر شبکه دارد.

7-1-1- تنوع کاربرد شبکه­ های حسگر بی­سیم

با در نظر داشتن اینکه این شبکه­ها کاربردهای مختلفی دارند، پس نمی­توان ادعا نمود که یک پروتکل مسیریابی برای تمام کاربردها بهینه می باشد. بعضی از کاربردها مانند پردازش‌های صنعتی و یا صنایع نظامی نیاز به پاسخ سریع و تاخیر کم دارند. کاربردهای دیگر مانند اندازه‌گیری دما و نور حساسیت کمتری دارند و در آن‌ها طول عمر شبکه اولویت بیشتری دارد. با در نظر داشتن اینکه در بیشتر کاربردها، پیاده‌‌سازی یک شبکه‌ی حسگر بی‌سیم واقعی به مقصود آزمایش کردن کارایی یک پروتکل مسیریابی مقرون به صرفه نیست، به همین دلیل از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی بهره گیری می گردد. در این شبیه‌سازها می‌توان شبکه والگوریتم‌های مسیریابی را مطابق با کاربرد آن در محیط واقعی شبیه‌سازی نمود. در فصل پنجم تعدادی از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی شبکه‌های حسگر بی‌سیم مطالعه شده می باشد.

[1]. Global Positioning System

تعداد صفحه : 69

قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه ارشدرشته کامپیوتر:شناسایی چهره در میان تصاویر رنگی با تکنیک های مبتنی

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :       

****         serderehi@gmail.com