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

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

فرمت فایل دانلودی: .docx
فرمت فایل اصلی: docx
تعداد صفحات: 117

پایان نامه بهبود مسیریابی داده های حساس به تاخیر در شبکه های حسگر بیسیم
نوع فایل: word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 117 صفحه

چکیده
یکی از چالش های مطرح در زمینه شبکه‌های حسگر ،نحوه مسیریابی و جمع‌آوری اطلاعات از گره‌های شبکه می‌باشد .از آنجا که این شبکه‌ها از لحاظ منابع انرژی و پردازشی محدودیت دارند،نیازمند روش‌های خاصی برای مسیریابی و انتقال اطلاعات می‌باشند که مصرف انرژی پایینی داشته باشند.
برای واضح تر شدن موضوع ،در شبکه های حسگر معمولی یک گره چاهک در وسط شبکه قرار دارد که اطلاعات حس شده توسط آن، به سوی چاهک هدایت می‌گردد اما طول عمر پایین شبکه به علت از بین رفتن گره‌های اطراف چاهک و تاخیر انتها به انتهای زیاد گره به علت انتقال اطلاعات از طریق تعداد نسبتا زیادی گره برای رسیدن به چاهک ، دو مشکل اساسی در ارسال اطلاعات در شبکه های حسگر بی‌سیم معمولی هستند. دو مشکل ذکر شده ،امروزه به عنوان یکی از مباحث بسیار داغ علمی مطرح است و تاکنون کارهای زیادی در جهت بهبود و افزایش کارایی در زمینه جمع‌آوری اطلاعات در این حوزه ، صورت گرفته است. یکی از روش‌های مطرح در این زمینه، روش استفاده از چاهک متحرک است که در این روش با حرکت چاهک در کل شبکه اطلاعات از گره‌های حسگر جمع‌آوری می‌گردد. این روش، پایه بسیاری از روش‌های مطرح شده بعدی در جهت حل مشکلات مطرح شده در حوزه مسیریابی و جمع‌آوری اطلاعات در شبکه‌های حسگر را تشکیل می‌دهد که در این پایان‌نامه مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند و در نهایت از لحاظ قابلیت و نقاط ضعف و قوت، با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفته اند.
در این پایان‌نامه قصد داریم تا با ارایه روشی جامع، ساده و کارا دو مشکل مطرح در این گونه شبکه‌ها که باعث کارایی پایین این شبکه‌ها گردیده را بهینه تر نماییم. روش ارایه شده مبنی بر حرکت چاهک متحرک در طول شبکه است که در آن شبکه به صورت خوشه‌بندی شده می باشد و با در نظر گرفتن اولویت بسته‌ها در ارسال اطلاعات به چاهک می‌باشد .نتایج به دست آمده بهبود دو پارامتر ذکر شده را نشان می‌دهد .
کلمات کلیدی :
شبکه های حسگر بی‌سیم ،چاهک متحرک، روش‌های جمع‌آوری اطلاعات ، خوشه‌بندی، مسیریابی

فهرست مطالب
چکیده ۱
فصل اول:کلیات تحقیق
۱-۱ مقدمه ۴
۱-۲بیان مساله۱۱
۱-۳اهمیت و ضرورت تحقیق۱۴
۱-۴سؤالات تحقیق۱۶
۱-۵ فرضیه‏های تحقیق۱۶
فصل دوم: مروری بر ادبیات تحقیق
۲-۱ WSn ‌ها با یک چاهک ثابت۱۹
۲-۱-۱ مشکل اتمام انرژی در گره‌های اطراف چاهک۱۹
۲-۱-۲ بهبود حالت چاهک ثابت ۲۰
۲-۲ WSN با یک چاهک متحرک ۲۱
۲-۲-۱ مزایای چاهک متحرک ۲۲
۲-۲-۲ عیب استفاده از چاهک متحرک۲۳
۲-۲-۳ انواع حرکت چاهک متحرک ۲۳
۲-۲-۳-۱ جابجایی تصادفی ۲۳
۲-۲-۳-۲ شبکه های موبایل ثابت ۲۴
۲-۲-۳-۳ جابجایی کنترل موبایلیتی ۲۵
۲-۳ ارسال داده های حساس به تاخیر ۲۹
۲-۴ استفاده از چاهک ثابت و متحرک به صورت همزمان۲۹
۲-۵ روش ارایه شده در EEQR 32
۲-۵-۱ معرفی مشکل نقاط کور۳۳
۲-۶ مسیریابی در شبکه‌های حسگر بیسیم ۳۳
۲-۶-۱ اهداف مسیریابی۳۳
۲-۶-۲ معیارهای تعیین مسیر بهینه ۳۴
۲-۶-۳ مسیریابی در شبکه‌های بیسیم ۳۴
۲-۶-۳-۱ مسیریابی بردار فاصله ۳۵
۲-۶-۳-۲ مسیریابی حالت اتصال 36
۲-۶-۳-۳ مسیریابی مبدا ۳۶
۲-۷ روش های انتشار اطلاعات ۳۶
۲-۷-۱ روش همه پخشی (Flooding37
۲-۷-۲ روش شایعه پراکنی (gossiping38
۲-۷-۳ روش SPIN 40
۲-۷-۴ پیغام های SPIN 40
۲-۷-۵ SPIN-1 یک روش دست تکانی سه مرحله ای ۴۱
۲-۷-۶ خلاصه سازی فرصت طلبانه (opportunistic data aggregation43
۲-۷-۷ خلاصه سازی حریصانه(greed data aggregation) 43
۲-۷-۸ پرسش تو رد تو(nested query) 44
۲-۸ الگوریتم خوشه بندی 44
۲-۸-۱ معیارمطلوبیت خوشه ها ۴۵
۲-۸-۲ ویژگی‌های یک الگوریتم خوشه بندی مناسب ۴۶
۲-۸-۳ معایب روش خوشه بندی ۴۶
۲-۸-۴ انواع خوشه بندی ۴۶
۲-۸-۵ الگوریتم kmeans 47
۲-۸-۵-۱ مراحل کار 47
۲-۸-۶ پیش پردازش داده ها ۴۸
۲-۸-۷ انواع ویژگی ها در خوشه‌بندی 48
۲-۸-۸ دلایل اصلی پیش پردازش داده‌ها ۴۸
۲-۸-۹ عملیات اصلی پیش پردازش داده ها ۴۹
۲-۸-۱۰ آلودگی‌ها در خوشه بندی ۴۹
۲-۸-۱۱ روشهای مورد استفاده در پیش پردازش ۵۰
۲-۸-۱۲ روش (Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy). 50
۲-۸-۱۲-۱ جزئیات الگوریتم LEACH 52
۲-۸-۱۲-۲ فاز تبلیغات ۵۲
۲-۸-۱۲-۳ فاز تشکیل دسته‌ها۵۳
۲-۸-۱۲-۴ فاز تشکیل برنامه۵۳
۲-۸-۱۲-۵ فاز انتقال داده‌ها۵۴
فصل سوم :روش تحقیق
۳-۱ مقدمه ۵۶
۳-۲ فاز اول: استقرار اولیه 58
۳-۲-۱ توسعه اولیه ۵۸
۳-۲-۲خوشه‌بندی 58
۳-۲-۲-۱ استفاده از روش BSK-Means برای خوشه بندی گره ‌ها ۶۱
۳-۲-۳ مسیریابی۶۳
۳-۲-۳-۱ مسیریابی جهت اتصال به گره سرخوشه۶۴
۳-۲-۳-۲ مسیریابی سرخوشه به سمت فوق گره۶۴
۳-۲-۳-۳ مسیریابی به سمت چاهک متحرک 65
۳-۲-۳-۴ مسیریابی وایجاد کانال خصوصی بین فوق‌گره‌ها۶۵
۳-۳ فاز دوم : حیات و ادامه زندگی شبکه۶۶
۳-۳-۱ اولویت بندی اطلاعات۶۶
۳-۳-۲ تصمیم گیری برای ارسال داده‌ها ۶۷
۳-۳-۳ تصمیم‌گیری در مورد جهش حرکت چاهک متحرک ۶۸
۳-۳-۴ نحوه آگاهی فوق‌گره متصل به چاهک متحرک، به سایر فوق‌گره ها و نرک ایستگاه ۷۰
۳-۳-۵ ارسال غیر مستقیم اطلاعات چاهک متحرک ۷۰
۳-۴ مقایسه روش های ارایه شده۷۱
۳-۴-۱ روش چاهک ثابت۷۱
۳-۴-۲ روش چاهک متحرک۷۲
۳-۴-۳ استفاده از چاهک ثابت و متحرک به صورت همزمان(DualSink 73
۳-۴-۴ روش ارایه شده ۷۴
۳-۵ طرح و نقشه ۷۵
۳-۶ مزایای استفاده از این روش نسبت به سایر روش‌ها۷۶
فصل چهارم :تجزیه و تحلیل داده ها و ارزیابی کارایی
۴-۱ ارزیابی کارایی 78
۴-۱-۱ جزییات شبیه سازی ۷۸
۴-۱-۲ مدل انرژی مصرفی گره‌ها ۸۰
۴-۱-۳ مقایسه انرژی مصرف شده در روش ارایه شده ۸۰
۴-۱-۴ تاثیر روش ارایه شده ،بر نرخ گم شدن بسته‌ها ۸۲
۴-۱-۵ متوسط تعداد گام طی نموده برای رسیدن به چاهک ۸۳
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادهای تحقیق
۵-۱نتایج ۸۶
۵-۲ پیشنهادهای تحقیق ۸۷

پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.