تحقیق پیرامون زمان بندی به خواب رفتن گره ها درشبکه های حسگر بیسیم

تحقیق پیرامون زمان بندی به خواب رفتن گره ها درشبکه های حسگر بیسیم

تحقیق پیرامون زمان بندی به خواب رفتن گره ها درشبکه های حسگر بیسیمنوع فایل: word (قابل ویرایش)تعداد صفحات : 118 صفحهچکیده:يك
شبكه حسگر متشكل از تعداد زيادي گره‌هاي حسگر است كه در يكمحيط به طور
گسترده پخش شده و به جمع‌آوري اطلاعات از محيط مي‌پردازند.از آنجایی که گره
ها از باتری تغذیه میکنند ،مساله مهمی که در شبکه های حسگرمورد توجه قرار
میگیرد،بحث مصرف انرژی است.یکی از روشهایی که در این شبکه ها برای کاهش
مصرف انرژی بسیار رایج است خواباندن گره ها در مواقعیست که بار کاری آنها
پایینتر باشد.خواباندن هر قسمت از گره حسگر تاثیر متفاوتی برروی مصرف انرژی
خواهد داشت. بیشترین مصرف انرژی در قسمت فرستنده است که باپروتکلهای MAC
کنترل میشود.S-MAC یکی از MAC های معروف طراحی شده ویژه شبکه های حسگر
میباشد.دراین MAC گره ها از طریق چرخه های خواب و فعالیت به صرفه جویی در
مصرف انرژی میپردازند. روشهای بسیاری برای مسیریابی در شبکه های چندگامه
حسگر ارائه شده استکه تلاش بر کمینه سازی مصرف انرژی دارند.یکی از روشهای
پرکاربرد و داده-محور در این شبکه ها روش انتشار هدایت شده است. در این
پایان نامه پروتکلی مطرح خواهدشد که برگرفته از پروتکلMAC میباشد که ویژه
مسیریابی انتشار هدایت شده در شبکه های حسگر است . این پروتکل ویژگیهای
صرفه جویی در انرژی که در S-MAC وجود دارد را پیاده سازی کرده وقادر است
خود را با بار شبکه در شرایط مختلف وفق دهد.در لایه کاربرد میتوان
بااستفاده از تنظیماتی که در فعالیت این لایه انجام میگیرد مصرف انرژی را
کاهش داد.درصورتیکه گره این امکان را داشته باشدکه فعالیت واحد حسگر را
کنترل کند ،میتوان با زمانبندی فعالیت این واحد و به خواب بردن آن در
شرایطی که کاربرد اجازه آن را میدهد از مصرف انرژی کاست.از آنجا که تعداد
گره های به کار رفته در شبکه معمولا از تعداد گره های لازم برای فراهم
آوردن پوشش بر روی شبکه بالاتر میباشد ، بنابراین میتوان برخی از این گره ا
را به خواب برد و کار نظارت را به صورت دوره ای انجام داد.در اینجایک روش
پویا و احتمالاتی برای فراهم کردن پوشش K–لایه ای مورد نیاز برنامه کاربردی
بر روی یک نفوذ گر در شبکه ارائه می شود.این روش قادر است به صرفه جویی
بسیار بالایی دست پیدا کرده و درعین حال پوشش مورد نیاز را فراهم آورد.فهرست مطالبفصل اول:شبکه های حسگرمقدمه1۱-۱معرفی شبکه های حسگر2۱-۲معماری شبکه های حسگر4۱-۳ ویژگیهای عمومی شبکه های حسگر6۱-۴ کاربردهای شبکه های حسگر10۱-۵عوامل مهم در طراحی شبکه های حسگر11۱-۵-۱مسیریابی11۱-۵-۲انرژی محدود11۱-۵-۳مقیاس پذیری12۱-۵-۴زمان تاخیر13۱-۵-۵هزینه پایین13۱-۵-۶تحمل پذیری خطا13۱-۵-۷امنیت13۱-۶ صرفه جویی در مصرف انرژی در گره های حسگر14۱-۶-۱ پیش فرضهای طراحی15۱-۶-۲اهداف طراحی18۱-۷روشهای زمانبندی توزیع شده در شبکه های سلسله مراتبی22۱-۸روشهای زمانبندی توزیع شده در شبکه های غیرسلسله مراتبی28فصل دوم:مسیر یابی در شبکه های حسگر۲مقدمه31 2-1تقسیم بندی پروتکل ها32 2-2 پارامترهای موردنظر در پروتکل مسیریابی33 2-2-1دینامیک شبکه33 2-2-2جای گذاری حسگرها در شبکه34 2-2-3محدودیت انرژی34 2-2-4مدل انتقال اطلاعات34 2-2-5ترکیب داده ها35 2-3 پروتکل های مسیریابی35 2-3-1روش سیل آسا35 2-3-2روش شایعه پراکنی37۲-۳-۳روش SPIN39 2-3-4روش انتشار هدایت شده422-3-5مقایسه روش انتشار هدایت شده وروشSPIN48 2-3-6روش مسیریابی جغرافیایی49 2-3-7روشانتشار بیرون دهنده502-3-8روش انتشار جذب یک مرحله ای52فصل سوم: MACمقدمه533 -1تفاوت پروتکلهایMAC طراحی شده برای شبکه های حسگر553-2محدودیتها درطراحی پروتکلهایMAC شبکه های حسگر563-3منابع اصلی هرز رفتن انرژی در شبکه های حسگر603-4مروری برMAC های موجود613-5S-MAC62 3-5-1گوش دادن و به خواب رفتن دوره ای63۳-۵-۲پیشگیری از برخورد66فصل ۴ :الگوریتم پیشنهادیمقدمه73 4-1طراحی بین لایه ای73 4-2الگوریتم پیشنهادی75 4-4نتایج شبیه سازی79فصل پنجم: لایه کاربرد ومساله پوششمقدمه835-1تحقیقات پیشین865-2پوشش K- لایه ای پویا895-3الگوریتم پیشنهادی905-4پشتیبانی لایهMAC965-5دلایل فراهم نکردن حداکثر پوشش ممکن975-6روش ديگر تخمين احتمال مورد نياز براي پوشش K- لايه اي پويا975-7روشهايي براي حل مشكل پوششk- لايه اي جا به جا1045-8نتایج شبیه سازی100فصل ششم:نتیجه گیری104کارهای آتی107مراجع108تحقیق پیرامون زمان بندی به خواب رفتن گره ها درشبکه های حسگر بیسیمنوع فایل: word (قابل ویرایش)تعداد صفحات : 118 صفحهچکیده:يك
شبكه حسگر متشكل از تعداد زيادي گره‌هاي حسگر است كه در يكمحيط به طور
گسترده پخش شده و به جمع‌آوري اطلاعات از محيط مي‌پردازند.از آنجایی که گره
ها از باتری تغذیه میکنند ،مساله مهمی که در شبکه های حسگرمورد توجه قرار
میگیرد،بحث مصرف انرژی است.یکی از روشهایی که در این شبکه ها برای کاهش
مصرف انرژی بسیار رایج است خواباندن گره ها در مواقعیست که بار کاری آنها
پایینتر باشد.خواباندن هر قسمت از گره حسگر تاثیر متفاوتی برروی مصرف انرژی
خواهد داشت. بیشترین مصرف انرژی در قسمت فرستنده است که باپروتکلهای MAC
کنترل میشود.S-MAC یکی از MAC های معروف طراحی شده ویژه شبکه های حسگر
میباشد.دراین MAC گره ها از طریق چرخه های خواب و فعالیت به صرفه جویی در
مصرف انرژی میپردازند. روشهای بسیاری برای مسیریابی در شبکه های چندگامه
حسگر ارائه شده استکه تلاش بر کمینه سازی مصرف انرژی دارند.یکی از روشهای
پرکاربرد و داده-محور در این شبکه ها روش انتشار هدایت شده است. در این
پایان نامه پروتکلی مطرح خواهدشد که برگرفته از پروتکلMAC میباشد که ویژه
مسیریابی انتشار هدایت شده در شبکه های حسگر است . این پروتکل ویژگیهای
صرفه جویی در انرژی که در S-MAC وجود دارد را پیاده سازی کرده وقادر است
خود را با بار شبکه در شرایط مختلف وفق دهد.در لایه کاربرد میتوان
بااستفاده از تنظیماتی که در فعالیت این لایه انجام میگیرد مصرف انرژی را
کاهش داد.درصورتیکه گره این امکان را داشته باشدکه فعالیت واحد حسگر را
کنترل کند ،میتوان با زمانبندی فعالیت این واحد و به خواب بردن آن در
شرایطی که کاربرد اجازه آن را میدهد از مصرف انرژی کاست.از آنجا که تعداد
گره های به کار رفته در شبکه معمولا از تعداد گره های لازم برای فراهم
آوردن پوشش بر روی شبکه بالاتر میباشد ، بنابراین میتوان برخی از این گره ا
را به خواب برد و کار نظارت را به صورت دوره ای انجام داد.در اینجایک روش
پویا و احتمالاتی برای فراهم کردن پوشش K–لایه ای مورد نیاز برنامه کاربردی
بر روی یک نفوذ گر در شبکه ارائه می شود.این روش قادر است به صرفه جویی
بسیار بالایی دست پیدا کرده و درعین حال پوشش مورد نیاز را فراهم آورد.فهرست مطالبفصل اول:شبکه های حسگرمقدمه1۱-۱معرفی شبکه های حسگر2۱-۲معماری شبکه های حسگر4۱-۳ ویژگیهای عمومی شبکه های حسگر6۱-۴ کاربردهای شبکه های حسگر10۱-۵عوامل مهم در طراحی شبکه های حسگر11۱-۵-۱مسیریابی11۱-۵-۲انرژی محدود11۱-۵-۳مقیاس پذیری12۱-۵-۴زمان تاخیر13۱-۵-۵هزینه پایین13۱-۵-۶تحمل پذیری خطا13۱-۵-۷امنیت13۱-۶ صرفه جویی در مصرف انرژی در گره های حسگر14۱-۶-۱ پیش فرضهای طراحی15۱-۶-۲اهداف طراحی18۱-۷روشهای زمانبندی توزیع شده در شبکه های سلسله مراتبی22۱-۸روشهای زمانبندی توزیع شده در شبکه های غیرسلسله مراتبی28فصل دوم:مسیر یابی در شبکه های حسگر۲مقدمه31 2-1تقسیم بندی پروتکل ها32 2-2 پارامترهای موردنظر در پروتکل مسیریابی33 2-2-1دینامیک شبکه33 2-2-2جای گذاری حسگرها در شبکه34 2-2-3محدودیت انرژی34 2-2-4مدل انتقال اطلاعات34 2-2-5ترکیب داده ها35 2-3 پروتکل های مسیریابی35 2-3-1روش سیل آسا35 2-3-2روش شایعه پراکنی37۲-۳-۳روش SPIN39 2-3-4روش انتشار هدایت شده422-3-5مقایسه روش انتشار هدایت شده وروشSPIN48 2-3-6روش مسیریابی جغرافیایی49 2-3-7روشانتشار بیرون دهنده502-3-8روش انتشار جذب یک مرحله ای52فصل سوم: MACمقدمه533 -1تفاوت پروتکلهایMAC طراحی شده برای شبکه های حسگر553-2محدودیتها درطراحی پروتکلهایMAC شبکه های حسگر563-3منابع اصلی هرز رفتن انرژی در شبکه های حسگر603-4مروری برMAC های موجود613-5S-MAC62 3-5-1گوش دادن و به خواب رفتن دوره ای63۳-۵-۲پیشگیری از برخورد66فصل ۴ :الگوریتم پیشنهادیمقدمه73 4-1طراحی بین لایه ای73 4-2الگوریتم پیشنهادی75 4-4نتایج شبیه سازی79فصل پنجم: لایه کاربرد ومساله پوششمقدمه835-1تحقیقات پیشین865-2پوشش K- لایه ای پویا895-3الگوریتم پیشنهادی905-4پشتیبانی لایهMAC965-5دلایل فراهم نکردن حداکثر پوشش ممکن975-6روش ديگر تخمين احتمال مورد نياز براي پوشش K- لايه اي پويا975-7روشهايي براي حل مشكل پوششk- لايه اي جا به جا1045-8نتایج شبیه سازی100فصل ششم:نتیجه گیری104کارهای آتی107مراجع108