نسل جوان ایران

فنی مهندسی کامپیوترنرم افزار نرم افزار

كاهش مصرف انرژي در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم با استفاده از شبكه‌هاي عصبي SOM

ارسال کننده : جناب آقای رضا رحیمی
سطح فعالیت : مدیر کل
ایمیل : reza.rahimi663[@]gmail.com
تاریخ ارسال : ۲۷ مرداد ۱۳۹۶
دفعات بازدید : 294
زبان نوشتاری : فارسی
تعداد صفحه : 120
فرمت فایل : word
حجم فایل : 7mb

قیمت فایل : رایگان
دانلود فایل

امتیاز مثبت : 0
امتیاز منفی : 0

پایگاه مقاله نسل جوان ایران

امروزه، در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم، پروتكل‌هاي مسيريابي مبتني بر خوشه‌بندي از طريق تقسيم گره‌هاي همسايه به خوشه‌هاي مجزا و انتخاب سرخوشه‌هاي محلي براي تركيب و ارسال اطلاعات هر خوشه به ايستگاه مبنا و سعي در مصرف متوازن انرژي توسط گره‌هاي شبكه، بهترين كارايي را از لحاظ افزايش طول عمر و حفظ پوشش شبكه‌اي در مقايسه با ساير روش‌هاي مسيريابي به‌ دست مي‌آورند. با اين وجود، همه پروتكل‌هاي خوشه‌بندي ارايه شده تاكنون، تنها نزديكي جغرافيايي(همسايگي) را به عنوان پارامتر تشكيل خوشه‌ها در نظر گرفته‌اند. در اين تحقيق، يك پروتكل جديد خوشه‌بندي متمركز مبتني بر انرژي با استفاده از شبكة عصبي نقشة خودسازماندهي براي شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم ارايه مي‌شود كه قادر به خوشه‌بندي گره‌هاي شبكه بر اساس سطح انرژي و مختصات گره‌ها مي‌باشد. اين پروتكل با استفاده از تعداد مشخصي از گره‌هاي پرانرژي در شبكه و اعمال آن‌ها به عنوان وزن نورون‌هاي نقشة خودسازماندهي، نزديك‌ترين گره‌هاي كم‌انرژي را جذب گره‌هاي پرانرژي مي‌كند؛ به طوري كه خوشه‌ها لزوماً از گره‌هاي مجاور تشكيل نشده و در واقع براساس دو پارامتر سطح انرژي و همسايگي، خوشه‌هايي با انرژي متوازن تشكيل خواهند شد. به علاوه يك تابع هزينه جديد به منظور تصميم‌گيري در انتخاب گره‌هاي سرخوشه، پيشنهاد شده است كه سعي در تركيب معيارهاي مختلف موثر در انتخاب بر اساس ميزان اهميت آن‌ها دارد. كارايي برتر اين پروتكل از لحاظ افزايش طول عمر مفيد شبكه و حفظ بهتر پوشش شبكه‌اي در مقايسه با پروتكل‌هاي پيشين نظير LEACH و LEA2C و نيز تاثير تابع هزينه پيشنهادي بر كارايي آن (با شبيه‌سازي) به اثبات رسيده است.

 

واژه‌هاي كليدي: شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم، شبكه عصبي، نقشه خودسازماندهي، كاهش مصرف انرژي، خوشه‌بندي.

 

عنوان صفحه

فصل1 مقدمه 1

1-1. مقدمه. 2

1-2. تعريف مساله و سئوالات اصلي تحقيق.. 3

1-3. فرضيه‌ها4

1-4. اهداف تحقيق.. 4

1-5. روش تحقيق.. 5

1-6. مراحل انجام تحقيق.. 5

1-7. ساختار پايان‌نامه. 6

فصل2 مروري بر منابع مطالعاتي 8

2-1. مقدمه. 9

2-2. طبقه‌بندي روش‌هاي كاهش مصرف انرژي در شبكه‌هاي حسگر. 13

2-2-1. چرخة وظايف... 16

2-2-2. روش‌هاي داده‌گرا18

2-2-3. روش‌هاي مبتني بر قابليت تحرك... 21

2-3. نقش شبكه‌هاي عصبي در كاهش مصرف انرژي شبكه‌هاي حسگر. 22

2-3-2. شبكه‌هاي عصبي در طرح‌هاي چرخه وظايف... 27

2-3-3. شبكه‌هاي عصبي در كاهش داده. 28

2-3-4. شبكه‌هاي عصبي در شبكه‌هاي حسگر متحرك... 38

2-4. نتيجه‌گيري... 40

فصل3 نقش شبكه‌هاي عصبي در مسيريابي انرژي آگاه 41

3-1. مقدمه. 42

3-2. ويژگي‌هاي مسيريابي در شبكه حسگر بي‌سيم.. 43

3-3. روش‌هاي مسيريابي در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم.. 45

3-3-1. مسيريابي مسطح.. 46

3-3-2. مسيريابي مبتني بر مكان.. 47

3-3-3. مسيريابي سلسه مراتبي(مبتني بر خوشه‌بندي)48

3-3-4. پروتكل خوشه‌بنديLEACH... 49

3-3-5. پروتكل خوشه‌بنديLEACH متمركز. 51

3-4. شبكه‌هاي عصبي در الگوريتم‌هاي مسيريابي آگاه از انرژي... 52

3-4-1. شبكة عصبي انتشار معكوس در كشف مسير. 52

3-4-2. شبكة عصبي نقشة خودسازماندهي در مسيريابي.. 54

3-4-3. پروتكل‌هاي مسيريابي مبتني بر نقشة خودسازماندهي.. 56

3-5. پروتكل خوشه‌بندي پيوندگرا وفقي با انرژي پايين.. 60

3-6. جمع‌بندي... 63

فصل4 پروتكل جديد پيشنهادي 64

4-1. مقدمه. 65

4-2. پروتكل مسيريابي خوشه‌بندي مبتني بر انرژي خودسازمانده. 66

4-3. فرضيات الگوريتم.. 66

4-4. مرحلة خوشه‌بندي... 68

4-4-2. مرحلة اول : خوشه‌بندي با شبكة عصبي نقشة خودسازماندهي.. 69

4-4-3. مرحلة دوم : خوشه‌بندي با الگوريتم K-means. 76

4-4-4. مرحلة انتخاب سرخوشه. 78

4-5. مرحلة انتقال داده. 81

4-6. مرحلة خوشه‌بندي مجدد. 82

4-7. جمع‌بندي... 87

فصل5 نتايج شبيه‌سازي و تحليل آن‌ها88

5-1. مقدمه. 89

5-2. پارامترهاي شبيه‌سازي... 89

5-2. نتايج شبيه‌‌سازي... 91

5-2-1. مقايسة نحوة تشكيل خوشه‌ها در EBCS با پروتكل LEACH... 91

5-2-2. مقايسة كارايي EBCS با پروتكل‌هاي پيشين از لحاظ طول عمر شبكه. 93

5-2-3. ارزيابي تابع هزينه انتخاب سرخوشهبركارايي EBCS.. 96

5-2-4. ارزيابي كارايي پروتكلEBCS در افزايش پوشش شبكه‌اي... 99

5-3. جمع بندي... 102

فصل6 جمع‌بندي و پيشنهاد‌ها104

6-1. مقدمه. 105

6-2. يافته‌هاي تحقيق.. 107

6-3. نوآوري تحقيق.. 108

6-4. پيشنهاد‌ها109

مراجع 111

واژه‌نامه 116

يكي از مهمترين ابزار كسب اطلاعات و درك محيط كه تحقيقات گسترده‌اي را به خود معطوف نموده، شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم است. با وجود پيشرفت‌هاي صورت گرفته در اين نوع شبكه‌ها، گره‌هاي حسگر به دليل تعداد زياد، اندازه كوچك و روش قرارگيري اقتضايي، هنوز هم براي تامين انرژي خود، متكي به باتري‌هايي با توان اندك مي‌باشند. همچنين معمولاً به‌ دليل به‌كارگيري اين نوع شبكه‌ها در محيط‌هاي خشن و غير‌قابل‌دسترس، امكان شارژ مجدد يا تعويض گره‌هاي حسگر وجود ندارد.بنابراين يكي از مهمترين مسايل در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم، مسالة محدوديت شديد انرژي است. همچنين از آن جايي كه كارايي شبكه‌هاي حسگر به شدت به طول عمر شبكه و پوشش شبكه‌اي آن وابسته است، بنابراين لحاظ نمودن الگوريتم‌هاي ذخيرة انرژي در طراحي شبكه‌هاي حسگر با عمر طولاني، امري حياتي است. امروزهروش‌هاي مديريت پوياي توان كه به كاهش مصرف انرژي شبكه‌هاي حسگر بعد از طراحي و قرارگيري آن‌ها مي‌پردازند، از بالاترين اهميت برخوردار مي‌باشند. در سال‌هاي اخيربراي مديريت پوياي توان، توجه به ابزارهاي هوشمند و توانمندي نظير شبكه‌هاي عصبي رونق چشم‌گيري يافته است. يك شبكة عصبي، سيستمي بزرگ متشكل از عناصر پردازشي موازي يا توزيع شده است كه در يك توپولوژي گراف به هم متصل شده‌اند. داده‌ها جدا از پردازش ذخيره نمي‌شوند، زيرا داده‌ها في‌نفسه به هم متصل هستند. شبكه‌هاي عصبي، الگوريتم‌هاي رياضي هستند كه قادر به يادگيري نگاشت‌هايي بين ورودي(ها) و خروجي(ها) از طريق آموزش تحت نظارت بوده يا قادر به دسته‌بندي اطلاعات ورودي به روشي بدون نظارت مي‌باشند. كه همه اين قابليت‌ها در روش‌هاي كاهش مصرف انرژي در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم كاربرد دارند. ويژگي‌ها و قابليت‌هاي منحصر به فرد شبكه‌هاي عصبي در كاهش ابعاد داده‌هاي ورودي، رده‌بندي[1] و پيش‌بيني داده‌هاي حسگر، انطباق خاصي با ويژگي‌ها و نيازمندي‌هاي شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم دارد. از اين رو شبكه‌هاي عصبي مي‌توانند ابزار مناسبي براي به‌كارگيري در شبكه‌هاي حسگر بوده و با كاهش نياز به برقراري ارتباطات بي‌سيم، تاثير قابل ملاحظه‌اي در كاهش مصرف انرژي شبكه‌هاي حسگر و افزايش طول عمر آن‌ها داشته باشند. هدف ما از اين تحقيق ارايه روشي بهينه براي كاهش مصرف انرژي در شبكه‌هاي حسگر با به‌كارگيري قابليت‌هاي شبكه‌هاي عصبي مي‌باشد.

به منظور دستيابي به ساختاري منسجم و مناسب براي انجام تحقيق، در ادامه اين فصل به بيان مهمترين اصول و پاسخ‌گويي به سئوالات اصلي يك تحقيق علمي، پرداخته خواهد شد.

 

[1]‍Classification

برای این فایل تا کنون نظری ارسال نشده است

برای ارسال نظر باید عضو سایت باشید

تعداد کاراکتر مجاز:

برچسب های مرتبط


فهرست کتابخانه نسل جوان ایران

تاییدیه های سایت


درگاه بانک ملت

شبکه های اجتماعی نسل جوان ایران


فن آوری های روز دنیا


آرشیو فن آوری های روز دنیا

جدیدترین اخبار سایت


پایگاه خبری نسل جوان ایران

مقالات برتر و منتخب کاربران