مسیر یابی در شبکه های حسگر بی سیم

اختصاصی از اس فایل مسیر یابی در شبکه های حسگر بی سیم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

            مسیر یابی در شبکه های حسگر بی سیم

فایل ورد قابل ویرایش 120صفحه

5000تومان 

چکیده:

   شبکه‌های حسگر نسل جدیدی از شبکه‌ها هستند که به طور معمول، از تعداد زیادی گره ارزان قیمت تشکیل شده‌اند و ارتباط این گره‌ها به صورت بی‌سیم صورت می‌گیرد. هدف اصلی در این شبکه‌ها، جمع‌آوری اطلاعاتی در مورد محیط پیرامون حسگرهای شبکه است. نحوه عملکرد کلی این شبکه‌ها به این صورت است که گره‌ها اطلاعات مورد نیاز را جمع‌آوری می‌کنند و سپس آن‌ها را به سمت گیرنده ارسال می‌کنند. نحوه انتشار اطلاعات در این شبکه‌ها، تا حد زیادی مشابه انتشار اطلاعات در شبکه‌های موردی[1] است به این معنی که انتقال اطلاعات به صورت گره به گره، صورت می پذیرد. تفاوت عمده شبکه‌های حسگر با شبکه‌های موردی، منابع انرژی محدود و قابلیت پردازشی نسبتا پایین آن‌هاست که این موارد باعث شده تا انتشار اطلاعات، یکی از مسائل عمده و قابل بحث در این شبکه‌ها باشد.

شبکه‌های حسگر امروزه به عنوان یکی از مباحث بسیار داغ علمی مطرح است و تحقیقات بسیاری بر روی بهبود عملکرد این شبکه‌ها صورت می‌گیرد. تا کنون کارهای زیادی در جهت بهبود و افزایش کارایی در زمینه پخش اطلاعات در شبکه‌های حسگر، صورت گرفته است. یکی از روش‌های مطرح در این زمینه، روش انتشار مستقیم[2] است که در این روش از ایده نامگذاری سطح پایین اطلاعات استفاده شده است و کلیه داده‌ها در این روش به صورت زوجهای صفت –مقدار نامگذاری می‌شود. این روش، پایه بسیاری از روش‌های مطرح شده بعدی در زمینه انتشار اطلاعات در شبکه‌های حسگر را تشکیل می‌دهد که در این پروژه مورد بحث و بررسی قرار گرفته‌اند و در نهایت از لحاظ قابلیت‌ها و نقاط ضعف و قوت، با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفته‌اند.

کلمات کلیدی:

شبکه‌های حسگر، روش‌های انتشار اطلاعات، مسیریابی، خلاصه‌سازی و فشرده‌سازی اطلاعات

فهرست

مقدمه- 8

فصل دوم- 12

ساختار کلی شبکه‌های حسگر- 12

2- 2 شبکه حسگر بی‌سیم  (WSN) 13

3-2 شبکه‌های حسگر بی‌سیم- 14

شکل 1-2 : سناریوی آشکارسازی آتش به عنوان نمونه‌ای از شبکه‌های حسگر 16

4- 2 کاربرد‌ها و مزایای استفاده از شبکه‌های حسگر 17

5-2 مشخصه‌های منحصر به فرد گیرنده بی‌سیم- 18

6-2 ارزیابی کاربردها 19

1-6-2 میدآن‌های جنگی- 19

2-6-2 شناسایی محیطهای آلوده 20

3-6-2مانیتور کردن محیط زیست-- 20

4-6-2 بررسی و تحلیل وضعیت بناهای ساختمانی- 21

5-6-2 در جاده‌ها و بزرگراه‌های هوشمند- 21

6-6-2 کاربردهای مختلف در زمینه پزشکی- 22

7-2 محدودیت‌های سخت افزاری یک گره حسگر 22

1-7-2 هزینه پائین- 22

2-7-2 حجم کوچک-- 23

3-7-2 توان مصرفی پائین- 23

4-7-2 نرخ بیت پائین- 23

5-7-2 خودمختار بودن- 24

6-7-2 قابلیت تطبیق پذیری- 24

8-2 استانداردها- 24

9-2 معماری شبکه‌های حسگر 25

شکل : 2-2معماری شبکه‌های حسگر 25

شکل :2-3 معماری ارتباطی شبکه‌های حسگر بی سیم- 27

10-2 اجزای سخت افزاری- 27

شکل : 2- 4 معماری سخت افزار هر گره شبکه‌های حسگر 28

11-2 واحد پردازنده مرکزی (CPU) 28

12-2 فرستنده - گیرنده رادیویی- 30

13-2 حافظه جانبی- 30

14-2 انواع حسگر‌ها 31

15-2 حسگر مسیریاب- 32

16-2 منبع تغذیه- 33

17-2 باطری‌ها و سلول‌های خورشیدی- 33

18-2 نرم‌افزارها 34

19-2 اجزای نرم افزاری- 35

20-2 سیستم‌عامل- 35

21-2 سیستم عامل Tiny OS- 37

22-2 میان افزار 38

23-2 زبان برنامه نویسی- 38

24-2 تجسم فکری داده‌های-- 39

25-2 نتیجه فصل دوم 40

فصل سوم- 42

1-3 روش‌های انتشار اطلاعات در شبکه‌های حسگر 43

2-3 روش همه پخشی- 43

1-2-3 انفجار 44

شکل 1-3  : پدیده تصادم 44

2-2-3 هم پوشانی- 45

3-2-3 عدم اطلاع ازمنابع- 45

شکل2-3  : پدیده هم پوشانی- 46

3-3 روش شایعه پراکنی- 46

شکل3-3  : روش شایعه پراکنی- 47

4-3 روش [8] SPIN-- 48

5-3 پیغام‌های SPIN-- 49

–- 49

6-3 یک روش دست تکانی سه مرحله‌ای SPIN-1- 50

شکل4-3 : الگوریتم دست تکانی در SPIN-- 51

7-3  SPIN-1SPIN-2 : با یک آستانه انرژی پایین- 52

8-3 روش پخش مستقیم- 53

شکل 5-3 : نحوه عملکرد الگوریتم انتشار مستقیم- 55

9-3 دسته خصوصیت‌ها 56

10-3  فیلترها 57

11-3 خلاصه سازی اطلاعات درون-شبکه ای- 59

12-3 خلاصه سازی فرصت طلبانه [2] 59

13-3 خلاصه سازی حریصانه[4] 60

14-3 پرسش تو رد تو  [ 2] 61

15-3 مقایسه روش انتشار مستقیم با روش   [8] SPIN-- 62

16-3 الگوریتم GEAR- 63

17-3 روش مسیریابی جغرافیایی [6] 64

18-3 روش انتشار بیرون دهنده [3] 66

19-3 روش انتشار جذب یک مرحله‌ای [3] 67

20-3 روش LEACH-- 68

شکل6-3:  نحوه دسته بندی در زمآن‌های t و t+c- 71

شکل7-3 : میزان نرمالیزه شده مصرف انرژی سیستم در مقابل درصد گره‌های سردسته- 72

شکل8-3: طول عمرحسگرها با میزان انرژی‌های اولیه متفاوت- 73

21-3 جزئیات الگوریتم LEACH-- 74

1-21-3 فاز تبلیغات- 74

2-21-3  فاز تشکیل دسته‌ها 75

3-22-3 فاز تشکیل برنامه- 76

4-22-3 فاز انتقال داده‌های- 76

23-3 روش   EDDD-- 77

24-3 فیلترهای RT و BE در روش EDDD-- 78

25-3 گرادیان‌های RT و BE- 79

شکل 9-3 : مشخصات بسته علاقه‌مندی- 80

26-3 برپایی گرادیان‌های BE- 81

شکل10-3 : مدخل اطلاعات همسایه- 82

27-3 برپایی گرادیان‌های RT- 83

شکل 11-3 : الگوریتم بر خورد گره میانی با ترافیک BE- 85

28-3 مکانیسم‌های بازیابی RT و بازیابی BE در روش EDDD-- 86

شکل 12-3 : الگوریتم برخورد گره میانی با ترافیک RT- 88

29-3 بازیابی در BE- 88

30-3 بازیابی در RT- 89

شکل13-3 : مکانیسم بازیابی در ترافیک RT- 91

31-3 هدف الگوریتم SPEED-- 94

1-31-3 ساختاری ثبات- 94

2-31-3 ضمانت‌های هم زمان- 94

3-31-3 مسیریاب QOS و مدیریت تراکم- 95

4-31-3 تعادل بار ترافیکی- 95

5-31-3 وضعیت متمرکز 96

6-31-3 مسیریاب بدون انحراف- 96

32-3 پروتکل SPEED-- 97

33-3 کاربرد API و قالب بسته‌بندی- 97

1-33-3 Area Multicast Send (موقعیت، شعاع، ضرب‌العجل، بسته) 98

2-33-3 Area Anycast Send (موقعیت، شعاع، ضریب‌العجل، بسته) 98

3-33-3 Unicast Send (ID جهانی، ضرب‌العجل، بسته) 98

4-33-3 Speed Receive- 98

34-3 قالب بسته ‌بندی داده‌ها 98

1-34-3 نوع بسته‌بندی- 99

2-34-3 ID جهانی- 99

3-34-3 ناحیه هدف- 99

4-34-3 TTL- 99

35-3 تبادل راهنمای مجاور 99

36-3 دریافت برآورد تاخیری- 101

1-36-3 فرستادن با تاخیر 101

2-36-3 دریافت با تاخیر 102

37-3 بهینه سازی- 102

38-3 نتیجه فصل سوم 104

فصل چهارم- 110

نتیجه گیری- 110

1-4 نتیجه گیری- 111

منابع و مراجع- 115

 فهرست اشکال

شکل 1-2 : سناریوی آشکارسازی آتش به عنوان نمونه‌ای از شبکه‌های حسگر 16

شکل : 2-2معماری شبکه‌های حسگر 25

شکل :2-3 معماری ارتباطی شبکه‌های حسگر بی سیم- 27

شکل : 2- 4 معماری سخت افزار هر گره شبکه‌های حسگر 28

شکل 1-3  : پدیده تصادم 44

شکل2-3  : پدیده هم پوشانی- 46

شکل3-3  : روش شایعه پراکنی- 47

شکل4-3 : الگوریتم دست تکانی در SPIN-- 51

شکل 5-3 : نحوه عملکرد الگوریتم انتشار مستقیم- 55

شکل6-3:  نحوه دسته بندی در زمآن‌های t و t+c- 71

شکل7-3 : میزان نرمالیزه شده مصرف انرژی سیستم در مقابل درصد گره‌های سردسته- 72

شکل8-3: طول عمرحسگرها با میزان انرژی‌های اولیه متفاوت- 73

شکل 9-3 : مشخصات بسته علاقه‌مندی- 80

شکل10-3 : مدخل اطلاعات همسایه- 82

شکل 11-3 : الگوریتم بر خورد گره میانی با ترافیک BE- 85

شکل 12-3 : الگوریتم برخورد گره میانی با ترافیک RT- 87

شکل13-3 : مکانیسم بازیابی در ترافیک RT- 91

[1] ad-hoc

[2] directed diffusion