بررسی روشهای کنترل مصرف انرژی و افزایش طول عمر شبکه های حسگر بیسیم

بررسی روشهای کنترل مصرف انرژی و افزایش طول عمر شبکه های حسگر بیسیم

فهرست مطالب     عنــوانچکیده            ………………………………………………………………………………………………………………………………………        3فهرست مطالب……………………………………………………………………………………………………………………………                                                                                                                                               4 فصل اول : مقدمه                                                                                                                   1-1- مقدمه ای بر شبکه های سنسور بیسیم …………………………………………………………………………..81-2- دلیل استفاده از شبکه های حسگر………………………………………………………………………………….91-3- تاریخچه شبکه‌ های حسگر بیسیم…………………………………………………………………………………..91-4- تعریف جدیدی از  شبکه‌های حسگر بیسیم…………………………………………………………………. 141-5- موارد استفاده از شبکه‌ های حسگر بیسیم……………………………………………………………………..16            1-5-1- ایجاد و کنترل امنیت…………………………………………………………………………………….16            1-5-2- محیط پیرامون و موجودات زنده……………………………………………………………………..16            1-5-3- صنایع…………………………………………………………………………………………………………..17            1-5-4- کنترل ترافیک………………………………………………………………………………………………171-6- چالشهای موجود در شبکه‌های حسگر بیسیم………………………………………………………………..181-7- مفاهیم قابل توجه در شبکه‌های حسگر بیسیم……………………………………………………………….21           1-7-1- گلوگاههای سخت افزاری………………………………………………………………………………..21           1-7-2- توپولوژی. ……………………………………………………………………………………………………..21                1-7-3- قابلیت اطمینان……………………………………………………………………………………………..22               1-7-4- مقیاس پذیری………………………………………………………………………………………………..22              1-7-5- قیمت تمام شده………………………………………………………………………………………………22            1-7-6- شرایط محیطی………………………………………………………………………………………………..22        فهرست مطالب     عنــوان                                                                                                                                             صفحــه                                                                                                                                                                                                     1-7-7-   رسانه ارتباطی. …………………………………………………………………………………………….23             1-7-8-   توان مصرفی گره‌ها………………………………………………………………………………………..23            1-7-9-    افزایش طول عمر شبکه………………………………………………………………………………..23               1-7-10-  امنیت………………………………………………………………………………………………………….24              1-7-11- عوامل غیر قابل پیش بینی…………………………………………………………………………….25 فصل دوم : عوامل موثر بر تلورانس مصرف انرژی با استفاده از مسیریابی در شبکه های حسگر بیسیم2-1- بخش اول : کاهش مصرف انرژی در شبکه های حسگر بیسیمبوسیله الگوریتم مسیر یابی ترکیبی……………………………………………………………………………………………..262-1-1- مقدمه ای بر مسیریابی در شبکه های حسگر بی سیم…………………………………………..26        2-1-2- ساختار کلی شبکه های حسگر بی سیم و انتقال داده به سینک……………………………28       2-1-3-  الگوریتم هاي مسیریابی چند پرشه در شبکه هاي حسگر بیسیم………………………….29       2-1-4- دسته بندي پروتکل هاي مسیریابی……………………………………………………………………29                   2-1-4-1- پروتکل هاي بر پایه موقعیت……………………………………………………………………30              2-1-4-2- پروتکل هاي مسیریابی آگاه از کیفیت سرویس و جریان هاي ترافیکی………30                   2-1-4-3- پروتکل هاي مسیریابی داده محور……………………………………………………………………………..31              2-1-4-4- پروتکل هاي مسیریابی آگاه از انرژي. …………………………………………………….32               2-1-4-5- پروتکل هاي مسیریابی سلسله مراتبی……………………………………………………34                                   2-1-4-5-1- الگوریتم LEACH…………………………………………………………34    2-1-6- مشکل حفره در شبکه هاي حسگر بیسیم……………………………………………………………..37    2-1-7- الگوریتم مسیریابی چند پرشه ترکیبی…………………………………………………………………..39     فهرست مطالب     عنــوان                                                                                                                                             صفحــه                                                                                                                                                                                                      2-1-7-1- مسیریابی خارج ناحیۀ حفره……………………………………………………………………39              2-1-7-2-   مسیریابی در ناحیه حفره………………………………………………………………………40              2-1-7-2-1- آنالیز مصرف انرژي در ناحیۀ حفره……………………………………………………….40    2-1-8- ارزیابی کارایی……………………………………………………………………………………………………..43              2-1-8-1- محتویات آزمایش……………………………………………………………………………………43              2-1-8-2- مقایسه کارایی……………………………………………………………………………………….44                   2-1-8-3- در نظر گرفتن موقعیت مرز ترکیب……………………………………………………………46         2-1-9-  نتیجه گیري………………………………………………………………………………………………………..482-2- بخش دوم : افزایش طول عمر شبکه های حسگر بیسیم به وسیله مکان یابی بهینه سر خوشه ها با الگوریتم رقابت استعماری…………………………………………………………………………………………………………49      2-2-1- مقدمه ای بر خوشه بندی شبکه های حسگر بیسیم……………………………………………….49      2-2-2- خوشه بندي گره ها……………………………………………………………………………………………..50      2-2-3- الگوریتم رقابت استعماري…………………………………………………………………………………..51      2-2-4- الگوریتم CICA…………………………………………………………………………………………………..52               2-2-4-1- فاصله گره های حسگر از سرخوشه ها…………………………………………………….52               2-2-4-2- فاصله گره ها تا ایستگاه اصلی………………………………………………………………..52                 2-2-4-3- میزان انرژی باقیمانده در گره های حسگر……………………………………………….52      2-2-5- نتایج شبیه سازي……………………………………………………………………………………………….52               2-2-5-1- مقادیر پارامترهاي مشترك شبیه سازي…………………………………………………..53               2-2-5-2- مقادیر پارامترهاي سناریوي اول……………………………………………………………..53               2-2-5-3- مقادیر پارامترهاي سناریوي دوم…………………………………………………………….53               2-2-5-4- مقادیر پارامترهاي سناریوي سوم…………………………………………………………..54    فهرست مطالب     عنــوان                                                                                                                                             صفحــه                                                                                                                                                                                                                  2-2-5-5- نمودارهاي شبیه سازي سناریوي اول…………………………………………..54                          2-2-5-5-1- مقایسه تعداد گره هاي زنده…………………………………………………….54                          2-2-5-5-2- مقایسه میانگین مصرف انرژي هر گره……………………………………..55                          2-2-5-5-3- مقایسه مجموع مصرف انرژي همه گره ها………………………………….56               2-2-5-6- نمودارهاي شبیه سازي سناریوي دوم……………………………………………………..57                          2-2-5-6-1- مقایسه تعداد گره هاي زنده…………………………………………………….57                          2-2-5-6-2- مقایسه میانگین مصرف انرژي هر گره……………………………………..58                          2-2-5-6-3- مقایسه مجموع مصرف انرژي همه گره ها………………………………….59                          2-2-5-6-4- مقایسه تعداد گره هاي زنده…………………………………………………….60                              2-2-5-6-5- مقایسه میانگین مصرف انرژي هر گره……………………………………….61                          2-2-5-6-6- مقایسه مجموع مصرف انرژي همه گره ها………………………………….62 فصل سوم : نتیجه گیري3-1- ایجاد خوشه های متوازن…………………………………………………………………………………………………..633-2- تصادفی نبودن انتخاب سرخوشه ها…………………………………………………………………………………..633-3- انتخاب سرخوشه هایی با انرژی بیشتر……………………………………………………………………………….64 فصل چهارم : مراجع4-1 مراجع………………………………………………………………………………………………………………………………..65