نسل جوان ایران

فنی مهندسی کامپیوترنرم افزار نرم افزار

بهبود خوشه بندی شبکه های حسگر بیسیم با استفاده از ترکیب الگوریتم ژنتیک و کلونی مورچگان

ارسال کننده : جناب آقای رضا رحیمی
سطح فعالیت : مدیر کل
ایمیل : reza.rahimi663[@]gmail.com
تاریخ ارسال : ۸ آذر ۱۳۹۵
دفعات بازدید : 1139
زبان نوشتاری : فارسی
تعداد صفحه : 125
فرمت فایل : word
حجم فایل : 2.250mb

قیمت فایل : 12,000 تومان
خرید فایل

امتیاز مثبت : 0
امتیاز منفی : 0

دانلود پایان نامه و مقاله
محل سفارش تبلیغات شما

چکیده

این تحقیق به بهبود بهینه سازی طول عمر و مصرف انرژی در شبکه های حسگر بی سیم می پردازد و در نهایت ایجاد خوشه های مناسب در محیط های با تعداد حسگر زیاد. این دو هدف تأثیر عمیق بر روی صلاحیت خدمات شبکه و شکل گیری خوشه ها که یک راه حل مناسب برای دستیابی به آنها است می گذارد. برای حل مسائل بهینه سازی شبکه ی سنسوری، روشی کارآمد مبتنی بر الگوریتم های ژنتیک و کلونی مورچگان را ارائه می دهیم. ما از الگوریتم ژنتیک برای ایجاد سرخوشه هایی با هدف بهبود انرژی در خوشه بندی شبکه های حسگر بیسیم استفاده می کنیم. کلونی مورچگان نیز خوشه های با هدف نزدیکترین فواصل در محیط های پر جمعیت ارائه می کند. هدف اصلی انتقال داده های جمع آوری شده به ایستگاه پایه و ایجاد گره های منطقی به نام سرخوشهمی باشد. این مطالعه به بررسی الگوریتم ژنتیک و کلونی مورچگان به عنوان یک روش پویا برای پیدا کردن موقعیت های مطلوب حسگر ها و خوشه ها است.ابزار شبیه سازی در این پایان نامه نرم افزار JAVA می باشد. در نهایت، اجرای الگوریتم پیشنهادی نشان می دهدکه بهره وری این الگوریتم در مقایسه با دیگر آثار شبیه سازی شده بهتر است.

صفحه

 

چکیده......................................................................................................................................1

مقدمه........................................................................................................................................2

فصل اول:کلیات تحقیق

۱-1. شرح مساله........................................................................................................................5

1-1-1. تشريح ابعاد.......................................................................................................................................5

1-1-2. حدود مساله........................................................................................................................................5

1-1-3. معرفي دقيق مسأله................................................................................................................................5

1-1-4. بيان جنبه‌هاي مجهول و مبهم و متغيرهاي مربوط به پرسش‌هاي تحقيق..................................................6

1-1-5. منظور تحقيق.......................................................................................................................................7

۱-2. اهداف..............................................................................................................................8

۱-3. سوالات تحقیق..................................................................................................................8

۱-4. جنبه نوآوری و جدید بودن تحقیق.....................................................................................8

۱-5. روش کار..........................................................................................................................9

1-6. فرضیات..........................................................................................................................11

1-7.ساختار پایان نامه............................................................................................................11

فصل دوم:ادبیات تحقیق

2-1. معرفی شبکه های حسگر بیسیم......................................................................................13

2-2. تاریخچه شبکه های حسگر..............................................................................................14

2-3. ساختار هر گره حسگر.....................................................................................................16

2-3-1. اجزاء درونی یک گره حسگر...........................................................................................................17

2-3-2. محدودیت های سخت افزاری یک گره حسگر.................................................................................18

2-4. پشته پروتکلی..................................................................................................................20

2-5. مزایای شبکه های حسگر بیسیم........................................................................................21

2-6. کاربردهای شبکه های حسگر بیسیم................................................................................22

2-7. طراحی شبکه های حسگر بی سیم...................................................................................26

2-8 . طبقه بندی تکنیک های خوشه بندی..............................................................................30

2-8-1. مدل شبکه........................................................................................................................................30

2-8-2. اهداف خوشه بندی...........................................................................................................................34

2-8-3. طبقه بندی علمی ویژگی های خوشه بندی.........................................................................................37

2-9. الگوریتم ژنتیک..............................................................................................................41

2-9-1. پیش زمینه ی بیولوژیکی ژن ها و کروموزوم ها.................................................................................41

2-9-2. تولید سلول های جدید......................................................................................................................42

2-9- 3. توضیحات پایه.................................................................................................................................42

2-9-4 . فضای جستجو.................................................................................................................................43

2-9-5 . عملگر های الگوریتم ژنتیک............................................................................................................43

2-9-5-1.کددهی........................................................................................................................................44

2-9-5-2 . بررسی نحوه اعمال عملگرها در انواع کددهی..............................................................................46

2-10.کلونی مورچگان............................................................................................................48

فصل سوم:پیشینه ی تحقیق

3-1. الگوریتم های خوشه بندی برای شبکه ی گیرنده ی بیسیم................................................52

3-1-1. الگوریتم های زمان همگرایی متغیر...................................................................................................52

3-1-2. الگوریتم های زمان همگرایی ثابت....................................................................................................63

3-1-3 . خوشه بندی با GA...........................................................................................................................78

3-1-3-1. نمایش مسئله..............................................................................................................................78

3-1-3-2. ارزیابی سازگاری.......................................................................................................................79

3-1-3-3 . پنجره ی مقیاس گذاری.............................................................................................................80

3-2. نتیجه گیری.....................................................................................................................81

فصل چهارم: روش کار و شرح روش پیشنهادی

4-1.صورت مساله...................................................................................................................83

4-2.فرضیات...........................................................................................................................83

4-3. انتخاب سر خوشه با الگوریتم ژنتیک...............................................................................87

4-4.خوشه بندی با ACO.......................................................................................................89

4-4-1. شبه کدACO..............................................................................................................90

4-4-2. عملACO...................................................................................................................91

فصل پنجم: شبیه سازی و نتایج

5-1.مقدار دهی اولیه..............................................................................................................94

5-2.ماتریس ها......................................................................................................................94

5-3.شکلدهيکروموزومها..................................................................................................97

5-4.عملیات Crossover و Mutation....................................................................................98

5-5.خروجی اولیه CH ها و اعمال ACO برای خوشه بندی.....................................................99

5-6.مقایسه خروجی LEACH و روش پیشنهادی..................................................................100

5-7.مقایسه مصرف انرژی و عمر شبکه LEACH و روش پیشنهادی......................................104

فصل ششم: نتیجه گیری و کارهای آتی

6-1.نتیجه گیری....................................................................................................................107

6-2.کارهای آتی..................................................................................................................108

6-3.محدودیت ها.................................................................................................................109

منابع...................................................................................................................................110

چکیده انگلیسی.....................................................................................................................113

فهرست جدول ها

عنوان صفحه

 

3-1. الگوریتم های خوشه بندی...............................................................................................76

3-2. طبقه بندی ویژگی های الگوریتم های خوشه بندی..........................................................77

مقدمه

فن­آوری اطلاعات خیلی سریع به عنوان یک وسیله ضروری در جامعه مطرح شد. با رشد هر چه بیشتر این فن آوری ضرورت به کارگیری کامپیوتر، برای رفع نیازها، در جامعه روز به روز بیشتر احساس می­شود. پیشرفت­های اخیر در کاهش هزینه­ها و کوچک کردن وسایل محاسباتی، همچنین استفاده از تکنولوژی­های ارتباطی بیسیم و سنسورها، زندگی روزمره بشر را ساده کرده است. شبکه­های سنسور یکی از تکنولوژی­های کلیدی در آینده خواهند بود.در سال 1999 مجله تجارتهفتگیاین شبکه­ها را یکی از مهم­ترین تکنولوژی­های قرن بیست و یکم معرفی کرد[2]. دستگاه­های ارزان و هوشمند با چندین سنسور داخل خود که به صورت بیسیم شبکه شده­اند، امکانات بی­نظیری برای اندازه­گیری و کنترل در صنعت، کشاورزی، شهرها و محیط زیست فراهم کرده­اند. شبکه­ های سنسور این تکنولوژی را برای استفاده در طیف وسیعی از سیستم­های دفاعی، شناسایی و نظارت ارائه کرده­اند.

شبکه­های حسگر بیسیم[1] جهت جمع آوری اطلاعات در مناطقی که کاربر نمی­تواند حضورداشته باشد مورد استفاده قرار می گیرند. در یک شبکه حسگر ، حسگرها به صورت جداگانه مقادیر محلی را نمونه برداری (اندازه گیری) می کنند و این اطلاعات را درصورت لزوم برای حسگرهای دیگر و در نهایت برای مشاهده گر اصلی ارسال می نمایند. عملکرد شبکه این است که گزارش پدیده هایی را که اتفاق می­افتد به مشاهده گری بدهد که لازم نیست از ساختار شبکه و حسگرها به صورت جداگانه و ارتباط آنها چیزی بداند. این شبکه ها مستقل و خودگردان بوده وبدون دخالت انسان کار می­کنند. معمولا تمامی گره­ها همسان می­باشند و عملاً با همکاری با یکدیگر، هدف کلی شبکه را برآورده می‌سازند. هدف اصلی در شبکه­های حسگر بی­سیم نظارت و کنترل شرایط و تغییرات جوی، فیزیکی و یا شیمیائی در محیطی با محدوده معین می­باشد. پیشرفت­های اخیر در طراحی و ساخت تراشه­های تجاری این امکان را به وجود آورده است که عمل پردازش سیگنال و حس­کنندگی در یک تراشه انجام گردد که به این قطعات حسگرهای شبکه بیسیم گفته می­شود که شامل سیستم­های میکروالکترومکانیکی مانند حسگرها، محرک­ها و قطعات رادیوییمی­باشد.

در شبکه­های بیسیم حسگر فقط یک یا دو ایستگاه پایه‌ وجود دارد و تعداد زیادی نودهای حسگر در محیط پخش گردیده­اند. به علت محدودیت برد این حسگرها و انرژی باتری خیلی از نودها قادر به ارتباط مستقیم با ایستگاه پایه‌ نمی باشند. اما سریعاً با تکیه بر نودهای نظیر خود و نودهای حسگر دیگر، به ارتباط با ایستگاه پایه‌ می پردازد.

شبکه های حسگر بیسیم، نوع خاصی از شبکه های کامپیوتری هستند که برای انجام کارهای نظارتی تعبیه شده اند. این شبکه ها از تعداد زیادی (حتی هزاران) گره کوچک با قابلیت و قدرت پایین و همچنین ارزان قیمت تشکیل شده اند. این گره ها که هر کدام سنسور نامیده می شوند، می توانند اطلاعاتی را از محیط اطراف خود دریافت کرده و با انجام یکسری عملیات، اطلاعات را برای همسایگان خود ارسال کنند.

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

نویسندگان برتر و فعال 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