نسل جوان ایران

فنی مهندسی کامپیوترمعماری سیستم های کامپیوتریمعماری سیستم های کامپیوتری

کاهش مصرف انرژی در شبکه حسگر بی سیم با استفاده از بلوم فیلتر

ارسال کننده : جناب آقای رضا رحیمی
سطح فعالیت : مدیر کل
ایمیل : reza.rahimi663[@]gmail.com
تاریخ ارسال : ۲۲ دی ۱۳۹۹
دفعات بازدید : 85
زبان نوشتاری : فارسی
تعداد صفحه : 165
فرمت فایل : word
حجم فایل : 2.96

قیمت فایل : 15,000 تومان
خرید فایل

امتیاز مثبت : 6
امتیاز منفی : 0

دانلود پایان نامه و مقاله
محل سفارش تبلیغات شما

شبکه های حسگر بی سیم متشکل از تعداد زیادی گره های حسگر کوچک هستند که این گره ها دارای محدودیت های سطح انرژی ،پهنای باند،توان پردازشی و حافظه هستند.از این رو مسیر یابی،خوشه بندی، کاهش مصرف انرژی وافزایش طول عمر شبکه چالش های اصلی مسیر یابی در شبکه حسگر بی سیم هستند که مطالعات زیادی بر روری آنها صورت گرفته است.الگوریتم های زیادی برای خوشه بندی و مسیریابی ارائه شده است و تلاش تمام آنها کاهش مصرف انرژی است. مااز بلوم فیلتر که یکی از انواع توابع درهم سازی می باشد استفاده می کنیم وقتی از بلوم فیلتر استفاده می شود می توان پهنای باند مصرفی راکاهش داد زیرا بلوم فیلتر یک ساختار داده ای تصادفی دارد که فضای کمتری را اشغال می کند و زمان ارسال داده در بلوم فیلتر کم می باشدو کاهش ترافیک شبکه رادر شبکه حسگر بی سیم انجام می دهد اين پروتكل برای خلاصه کردن محتوا جهت پشتیبانی از همکاری ها در شبکه حسگر بی سیم استفاده می شود همچنین بلوم فیلتر ها امکان بکارگیری الگوریتم های احتمالی در مکان یابی منابع را فراهم می کند و ابزاری برای تسریع و ساده سازی پروتکل های مسیر یابی بسته فراهم می کنددراين پایان نامه ما با استفاده از يك الگوريتم مناسب جدول درهم سازي توزيع شده متناسب سازي شده و رابطه بين داده هاي سيستم بصورت مستقيم با حداقل وابستگي به جدول درهم سازي برقراري شده و اين موضوع امكان پردازش پرس و جوها را با زمان كمتري امكان پذير مي سازد. كارايي برتر اين پروتكل از لحاظ افزايش طول عمر مفيد شبكه 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، بلوم فیلتر،كاهش مصرف انرژي، طول عمر شبکه،توابع درهم سازی

 

عنوان صفحه

فصل 1 مقدمه 1

1-1.مقدمه 2

1-2.تعریف مساله و سئوالات اصلی تحقیق 4

1-3.فرضیه ها 5

1-4.اهداف تحقیق 5

1-5.روش تحقیق 6

1-6.مراحل انجام تحقیق 6

1-7.نمای کلی راه حل ما 6

1-8.ساختار پایان نامه 7

فصل2 مروری بر منابع مطالعاتی 8

1-2.معرفی شبکه های حسگر بی سیم 9

2-2. کاربرد شبکه های حسگر بی سیم 14

2-3.معماری شبکه های حسگر بی سیم 16

2-4.عوامل مهم در طراحی شبکه های حسگر بی سیم 16

2-5.اجزای نرم افزاری 21

2-6.سیستم عامل Tinyos 21

2-7.جدول توزیع درهم سازی 22

2-8.انواع جدول توزیع درهم سازی 23

2-9.مقایسه بلوم فیلتر و درهم سازی 26

2-10.توابع هش بلوم فیلتر 27

2-11.مروری بر پروتکل پیشنهادی بلوم فیلتر 28

2-11-1.مقدمه 28

2-11-2.سیستم بلوم فیلتر 29

2-12.طبقه بندی روش های کاهش مصرف انرژی در شبکه های حسگر 32

2-12-1.چرخه وظایف 32

2-12-2.روش های داده گرا 34

2-12-3.روش های مبتنی بر قابلیت تحرک 37

2-13.نتیجه گیری 39

فصل 3 مسیریابی و الگوریتم پیشنهادی 40

3-1.پروتکل های مسیریابی 41

3-2.پارامترهای موثردر طراحی پروتکل های مسیر یابی 42

3-2-1. پروتکل با محوریت داده ( Data-Centeric-Protocols)43

3-2-1-1. Flooding و Gossiping 44

3-2-1-2. SPIN 45

3-2-1-3. Direct Diffusion 46

3-2-1-4. EAR 46

3-2-1-5. GBR 48

3-2-2. پروتکل های دارای سلسله مراتبی (Hierachical-Protocols ) 48

3-2-2-1. LEACH 49

3-2-2-2.PEGASIS 49

3-2-2-3. TEEN 49

3-2-2-4. APTEEN 50

3-2-3. پروتکل های مبتنی بر مکان (Lcation-Based-Protocols ) 50

3-2-3-1. GEAR 50

3-2-4. پروتکل های مبتنی بر جریان شبکه و Qos 51

3-2-4-1. SAR 51

3-3. روش Anita Kanavalli50

3-3-1. تعریف مسئله 54

3-3-2.الگوریتم54

3-4. روش پیشنهادی برای مسیر یابی با کمک بلوم فیلتر55

3-4-1. توضیحات مقدماتی56

3-4-2.الگوریتم پیشنهادی56

3-4-3. مثبت نادرست بلوم فیلتر58

3-5. فشرده سازی بلوم فیلتر62

3-6. جمع بندی پروتکل های مسیر یابی برای شبکه حسگر بی سیم 63

فصل 4 پروتکل جدید پیشنهادی 64

4-1. مقدمه 67

4-2. ارزیابی کارایی 67

4-2-1. مدل رادیویی 67

4-4-2.جزئیات شبکه 68

4-2-3.پارامترهای شبیه سازی 69

4-2-4.نتایج شبیه سازی 70

4-3.الگوریتم های خوشه بندی 74

4-3-1.الگوریتم LEACH 74

4-3-2.پروتکل خوشه بندی LEACHمرکز 77

4-3-3.معایب و مزایای الگوریتم LEACH 79

4-3-4.تعیین درصد خوشه در کل شبکه 79

4-4.روش پیشنهادی برای خوشه بندی 81

4-5.انتقال بلوم فیلتر 82

4-6.مقایسه روش پیشنهادی با LEACH 83

4-7.شبیه سازی85

4-8.مصرف انرژی 90

4-9.نتیجه گیری 91

فصل 5 جمع بندی و پیشنهادها 92

5-1. مقدمه 93

5-2. یافته های تحقیق 94

5-3. نوآوری تحقیق 95

5-4. پیشنهادها 95

 

مراجع 96

پیوست1 99

پیوست2 129

واژه نامه 136

 

 

 

 

 

 

 

فهرست اشکال و نمودارها

عنوان صفحه

فصل 1 مقدمه 1

فصل 2 مروری بر منابع مطالعاتی 8

شکل 2-1. ساختار کلی شبکه حسگر 10

شکل 2-2. ساختار خودکار 11

شکل 2-3. ساختار نیمه خودکار 11

شکل 2 -4. ساختمان داخلی گره حسگر/ کارانداز 13

شکل 2 -5. پشته پروتکلی 15

شکل 2 -6. نحوه طبقه بندی گره هادر شبکه حسگر 16

شکل 2-7. یک جدول درهم سازی توزیعی 22

شکل 2-8. شبکه آدرس پذیر محتوایی CAN 25

شکل 2-9. نمودار تابع درهم سازی بر حسب مثبت نادرست 28

شکل 2 -10. نمودار وابستگیMبهKوN 31

شکل 2 -11. نمای کلی کاهش داده ها 36

شکل 2 -12. مدل خطی تخمین اندازه گیری حسگرها(پارک و تاکشی2007 ) 37

شکل 2-13. مدل غیر خطی تخمین اندازه گیری حسگرها (پارک و تاکشی2007) 37

شکل 2-14. نمودار زمان عمر شبکه(محمد احمدی نیاوهمکاران،2011) 38

شکل 2-15. مقايسه ميزان مصرف انرژي در قسمت‌هاي مختلف گره حسگر 39

فصل 3 مسیریابی والگوریتم پیشنهادی 40

شکل 3-1. پدیده انفجار شبکه حسگر بی سیم 44

شکل 3-2. همپوشانی شبکه حسگر بی سیم 45

شکل 3-3. Spin شبکه حسگر بی سیم 46

شکل 3-4. Directed diffusion در شبکه حسگر بی سیم 46

شکل 3-5. Teen در شبکه حسگر بی سیم 50

شکل 3-6. نحوه عملکرد در روش SMA 52

شکل 3-7. چگونگی ارتباط حسگرهای متحرک با حسگرهای ثابت در پروتکل EAR 53

شکل 3-8. چند مثال از درخت های بدست آمده در SAR 54

شکل3-9. نموداربلوم فیلتر بر حسب مثبت نادرست با در نظر گرفتن وزن و فاصله 56

شکل3-10. مسیریابی و ارسال در بلوم فیلترها 57

شکل3-11. نمودار الگوریتم ها در بلوم فیلتر 57

شکل3-12. عضویت توابع درهم ساز در بلوم فیلتر 58

شکل3-13. احتمال مثبت نادرست در بلوم فیلتر128بیتی 61

شکل3-14. هیستوگرام تابع مشاهده شده احتمالات مثبت های نادرست برای پیکربندی بلوم فیلتر 62

فصل 4 نتایج شبیه سازی و تحلیل آنها 64

شکل 4-1. محیط شبیه سازNS-2 69

شکل 4-2. تعداد بسته های رسیده به چاهک قبل از خاموشی اولین گره 71

شکل 4-3. تعداد گام های طی شده برای رسیدن بسته به چاهک 72

شکل 4-4. میزان مصرف انرژی برای رسیدن بسته به چاهک 72

شکل 4-5. تعداد رد و بدل شدن بسته ها بین گره ها ی شبکه تا خاموش شدن اولین گره 72

شکل 4-6. گراف مصرف انرژی الگوریتم پیشنهادیدر محیط NS-2 73

شکل 4-7. دو نمونه از اجرای الگوریتم LEACH 75

شکل 4-8. مراحل اجرای الگوریتم LEACH 76

شکل4-9. مراحل اجرای الگوریتم LEACH بر اساس خوشه ها 78

شکل4-10. نمودار تعیین درصد خوشه ها(P) 80

شکل 4-11. سرخوشه در بلوم فیلتر 81

شکل4-12.آرایشی در چند گره حسگر 84

شکل 4-13. تاثیر پارامترهای ورودی و خروجی 88

شکل 4-14. مصرف انرژی 89

شکل 4-15. گره های زنده 89

شکل 4-16. انرژی جهش ارسال 90

فصل 5 جمع بندی و پیشنهادها 92

مراجع 96

پیوست1 99

پیوست2 129

واژه نامه 136

فهرست جداول 1

عنوان صفحه

فصل 1 مقدمه 1

فصل 2 مروری بر منابع مطالعاتی 8

فصل 3 مسیریابی و الگوریتم پیشنهادی 40

جدول 3-1. احتمالات مثبت نادرست مشاهده شده 59

جدول 3-1. مقادیرمثبت نادرست در بلوم فیلتر 60

جدول 3-3. پروتکل های مسیر یابی برای شبکه های حسگر بی سیم 64

فصل 4 نتایج شبیه سازی و تحلیل آنها 66

جدول 4-1.پارامترهای شبیه سازی 70

جدول 4-2. پارامترهای انرژی 88

فصل 5 جمع بندی و پیشنهادات 92

 

مراجع 96

پیوست1 99

پیوست 2 129

واژه نامه136

 

 

 

فهرست علائم اختصاری

 

واحد پردازش مرکزیCPU=Central Processing Unit

حافظه با دسترسی تصادفی پویاDRAM=DynamicRandomAccessMemory

جدول توزیع درهم سازی DHT=Distributed Hash Function

پروتکل حافظه نهان اینترنتICP=InternetCacheProtocol

شناسهID=Identifier

پروتکل اینترنتIP =InternetProtocol

شبکه Ad hoc بی سیم سیار MANET=Mobile Ad hoc NETwork

همتا به همتا P2P=Peer-to-Peer

کیفیت سرویس QOS=Quality Of Service

الگوریتم درهمسازی امنSHA=SecureHashAlgorithm

حافظه با دسترسی تصادفی ایستا SRAM=Static Random Access Memory

یابنده همسان منابع URL=Uniform Resource Locator

فرمت انتقال یونی کد UTF =Unicode Transformation Format

شبکه حسگر بی سیم WSN=Wireless Sensor Network

مقدمه

در سال‌های اخیر رشد بسیاری را در زمینه شبکه‌های حسگر بی سیم شاهد بوده‌ایم و يكي از مهمترين ابزارهای كسب اطلاعات و درك محيط كه تحقيقات گسترده‌اي را به‌خود معطوف نموده، شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم است. يك شبكه حسگربی‌سيم، شبكه‌اي بي‌سيم متشكل از تعداد زيادي از دستگاه‌هاي بسيار كوچك است كه گره‌هاي حسگر[1] ناميده مي‌شوند. گره‌هاي حسگر عموماً مجهز به قابليت‌هاي حسگري، پردازشي و ارتباطي هستند. گره‌هاي حسگر از نظر مكاني توزيع شده بوده و شرايط مربوط به محيط اطراف خود را اندازه‌گيري مي‌كنند. وظيفة اصلي گرة حسگر، جمع‌آوري نقاط داده در فواصل زماني منظم و تبديل آن به يك سيگنال الكترونيكي و انتشار سيگنال به گرة سينك يا ايستگاه مبنا از طريق رسانه‌هاي ارتباطي بي‌سيم قابل اطمينان است. با ظهور و تکامل فناوري ميکروالکترونيک در دهة70 ميلادي، حسگر‌هاي جديد مورد توجه قرارگرفتند. با استفاده از فناوري ميکروالکترونيک، حسگر‌هاي ارزان قيمت با ابعاد کوچک و وزن کم توليد شدند. مواد اوليه جديد براي ساخت حسگر، کشف و شناخته شده و متعاقب آن اصول جديدي براي مقاصد عملي جمع‌آوري اطلاعات مطرح گرديد. يكپارچگي حسگر و مدارات الکترونيکي تغيير شکل‌دهندة سيگنال، فرصت‌هاي قابل‌توجهي را براي بخش عمده‌اي از کاربردها پديد آورد. امروزه کاهش حجم و وزن حسگر‌ها و افزايش ميزان حساسيت آن‌ها، هدف اصلي بسياري از آزمايشگاه‌هاي تحقيقاتي و شرکت‌هاي مختلف مي‌باشد. اما كوچك شدن حجم گره‌هاي حسگر به معناي كوچك‌تر شدن باتري‌هاي مولد انرژي آنان بود.مهمترين دليل پيدايش و توسعه شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم، كاربردهاي پايش مداوم محيط‌هايي بوده است كه دستيابي وحضور دائمي انسان در آن‌ها، سخت يا ناممكن مي‌باشد. كاربردهايي نظير پايش فوران يك كوه آتشفشان فعال، پايش مناطق مرزي صعب‌العبور، پايش استحكام سدها، پل‌ها و جاده‌ها، پايش ميدان جنگ يا مناطق حساس نظامي و از اين قبيل. در نتيجه معمولاً شارژ مجدد يا تعويض گره‌هاي مرده( از كار افتاده به دليل اتمام منبع انرژي) امكان‌پذير نمي‌باشد، زيرا همان‌طور كه گفته شد اين گره‌ها معمولاً در محيط‌ها و شرايط سخت، خشن و غيرقابل دسترس قرار گرفته و اغلب بصورت تصادفي و اقتضايي در محيط پراكنده مي‌شوند. بنابراين دو نكته در كارايي شبكه‌هاي حسگر از اهميت خاصي برخوردار است: يكي طول عمر و ديگري ميزان پوشش شبكه‌اي اين شبكه‌ها. چنین شبکه ای بزرگی بطور معمول شامل تعدادی از گره‌های حسگر توزیع شده هستند که گره های حسگر در حقیقت کامپیوتر های کوچکی هستند که رابط کاربری و مولفه‌های محدودی دارند که ماژول‌های مهم شبکه های حسگر بی‌سیم دستگاه مسیریاب و ایستگاههای پایه می‌باشند که سازماندهی خود را به چند هاب معطوف می کنند.اما تکمیل شبکه های حسگر بی سیم مشکلات تئوری و عملی خاص خود را از قبیل مصرف انرژی و قابلیت اطمینان و تحمل پذیری خطا و مقیاس پذیری دارد. 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 مي‌باشندکه توان متوسط هر گره حسگر در حدود 1میلی وات می باشد وهر گره حسگر دارای یک پردازنده جاسازی شده با قدرت رادیویی کم و بطور معمول با باتری کار می کنند و هر حسگر دارای منابع محدود انرژی و قابلیت خود را تا زمانی که انرزی خود را تخلیه می کند ادامه می دهد و مهمترین عمل این است که انرژی برای شبکه حسگر باید اداره شود و طول عمر سنسور به دقت کنترل شود ]1][2 [.بنابراين يكي از مهمترين مسايل در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم،که برای طراحی پروتکل های شبکه نیازمند مساله محدوديت شديد انرژي و قابلیت اطمینان است. بنابراين لحاظ نمودن الگوريتم‌هاي توزیع شده درهم ساز در طراحي شبكه‌هاي حسگر با عمر طولاني، امري حياتي است چون در جدول‌های درهم ساز افزودن داده‌های جدید در زمان کم امکان‌پذیر است. زمان لازم برای جست‌وجو و افزودن هر دو تابع نوع جدول و میزان داده‌ها هستند. این زمان می‌تواند با انتخاب جدول مناسب به مرتبه زمانی۱برسد. 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 الگوریتم توزیع شده درهم سازی رونق چشم‌گيري يافته است. يك الگوریتم توزیع شده درهم سازی، سيستمي بزرگ متشكل از عناصر پردازشي موازي يا توزيع شده است که شامل جدول توزیع شده درهم سازی می باشد که این جدول نیز یک کلاس از سیستم توزیع شده غیر متمرکز است که مراجعه به سرویس مثل یک جدول درهم سازی را فراهم می کند]3 [.کلید و ارزش جفت های هستند که در جدول توزیع شده درهم سازی ذخیره می شوند و هر گره کارآمد می تواند ارزش های مرتبط با یک کلید واژه را بازیابی کند و مسئولیت نقشه برداری برای حفظ ارزش کلید در میان گره ها توزیع می شود و نیز برای بهبود وضوح فضایی جمع آوری داده ها به جای سنسور تک قدرتمند این رویکرد متعدد توزیع سنسورهای ساده و ارزان قیمت در یک منطقه مفید است داده‌ها جدا از پردازش ذخيره نمي‌شوند، زيرا داده‌ها في‌نفسه به هم متصل هستند..با توجه به پهنای باند سنسور که بین 50تا250کیلو بایت بر ثانیه می باشد انرژی محدود برای محاسبات مانع مهمی برای رسیدن به موفقیت است. از اين رو الگوریتم توزیع شده درهم سازی به عنوان ستون فقرات برای پردازش روی شبکه مي‌تواند ابزار مناسبي براي به‌كارگيري در شبكه‌هاي حسگر بوده تاثير قابل ملاحظه‌اي در كاهش مصرف انرژي و قابلیت اطمینان شبكه‌هاي حسگر و افزايش طول عمر آن‌ها داشته باشند .هدف ما از اين تحقيق ارايه روشي بهينه براي كاهش مصرف انرژي و قابلیت اطمینان در شبكه‌هاي حسگر با به‌كارگيري قابليت‌هاي الگوریتم توزیع شده درهم سازی مي‌باشدکه این قابلیت ها شامل چند بخشی و تک بخشی بودن توزیع گره ها در مقیاس و همچنین به اشتراک گذاری فایل و محتوای سیستم های توزیع]5 [.بطور کلی الگوریتم درهم سازی به تابعی گفته می شود که حجم زیادی از داده ها(حجم نامشخصی از داده ها)را به یک عدد طبیعی تبدیل می کند تا فشرده سازی داده ها با سرعت زیادی انجام شود]6 [.درهم سازی یک عمل خلاصه سازی (digest ) را روی جریان ورودی انجام می دهد جریان داده ورودی را به یک خلاصه کوچک تبدیل می کنند. زمانی که مقدار درهم سازی دوورودی متفاوت یکسان باشند می گوییم تصادم رخ داده است. این امر از این حقیقت ناشی می شود که تعداد مقادیر یک الگوریتمدرهم سازی بسیار زیاد می باشند .این یک عمل یک طرفه(غیر قابل بازگشت) می باشد و جریان داده ورودی آنها با هر حجمی که باشد خروجی یک مقدار ثابت میشود ]7 [.وقتی که ما سنسورها را توزیع می کنیم معلوم می کنیم هر پیامی که به سنسور می دهیم حاوی چه اطلاعاتی است که الگوریتم توزیع شکل می گیرد ]13 [.

 

1-2.تعریف مساله و سئوالات اصلی تحقیق

ما در این پایان نامه برروی یک مسئله اصلی که همان کاهش مصرف انرژی در شبکه حسگر بی سیم است تحقیق کرده ایم.داده های حس شده توسط گره ها جهت پردازش باید به چاهک منتقل شوند،در این حین داده ها از چند گره عبور می کنند گره ها ی که بسته برای ارسال دارند باید بهترین همسایه ها را برای انتقال بسته انتخاب کنند این عمل تا رسیدن بسته به چاهک ادامه دارد.به این عمل مسیریابی گویند.با توجه به اینکه ارسال داده ا بیشترین مصرف انرژی را دارد ما الگوریتمی پیشنهاد میکنیم به عنوان بلوم فیلتر که تا از اتلاف انرژی تا حدودی نسبت به الگوریتم های قبلی جلوگیری کند.

در راستاي كاهش مصرف انرژي با استفاده از الگوریتم توزیع شده درهم سازی سئوالات زير مطرح است:

1-آیا تعداد گره های حسگر در میانگین مصرف انرژی مصرف است؟

2-آیا ابعاد ناحیه مورد آزمایش مصرف انرژی مصرف است ؟

3-بين مصرف انرژي و كارايي شبكه‌هاي حسگر چگونه مي‌توان مصالحه‌اي برقرار كرد؟

4-در چه كاربردهايي مصرف بهينه انرژي در شبكه حسگر حائز اهميت است؟

5-آیا جابجایی ایستگاههای اصلی به‌همراه شبکه حسگر بی‌سیم مصرف انرژی را بهبود می دهد؟

 

1-3.فرضیه ها

با افزایش بیش از حد گره های حسگر متوسط مصرف انرژی بیشتر می شود.کم بودن تعداد گره های حسگر به شدت در مصرف زیاد متوسط انرژی موثر است.متوسط مصرف انرژی به موقعیت طول و عرض ایستگاه پایه وابسته نیست و تنها به فاصله از مرکز ناحیه بستگی دارد.هر چه از مرکز ناحیه به سمت خارج ناحیه تحت آزمایش حرکت کنیم متوسط مصرف انرژی بیشتر خواهد شدوبا توجه به قابليت‌هاي به اثبات رسيده الگوریتم توزیع شده درهم سازی در زمينه‌هاي مرتبط، فرض ما اين است كه الگوریتم توزیع شده درهم سازی مي‌تواند به‌عنوان ابزار مناسبي در روش‌هاي كاهش مصرف انرژي به‌كار گرفته شوند.

 

1-4.اهداف تحقیق

اصلي‌ترين اهداف اين تحقيق كاهش مصرف انرژي در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم است كه در راستاي رسيدن به آن، اهداف زير دنبال خواهد شد.

1-ارايه الگوريتمي بهينه‌تر براي كاهش مصرف انرژي در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم با استفاده از قابليت‌هاي الگوریتم توزیع شده درهم‌سازی.

2-افزايش طول عمر شبكه حسگر بي‌سيم

به ‌دليل تازگي موضوع و عدم وجود تحقيقات كافي در كشور در اين حوزة دانشي، يكي از اهداف انجام اين تحقيق، فتح بابي براي به‌كارگيري قابليت‌هاي الگوریتم توزیع شده درهم سازی در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم و انجام تحقيقات بيشتر بوده است.

 

 

1-5.روش تحقیق

روش انجام تحقيق به صورت تاريخي از طريق مطالعه طرح‌ها و روش‌هاي مختلف موجود در راستاي موضوع تحقيق و نيز به صورت تطبيقي از طريق مقايسه با روش‌هاي مرتبط موجود خواهد بود.

 

1-6.مراحل انجام تحقیق

در این تحقیق با استفاده از این فرض که انرژی هر نود ست خواهد شد سپس با استفاده از الگوریتم های موجود میزان مصرف انرژی از انرژی اولیه کسر خواهد شد و نرم افزار مطلب متوسط مصرف انرژی مصرفی و باقیمانده هر نود را در هر لحظه بصورت نمودار نشان می دهد.

شناسايیوبيانکاملمساله (منظورازمساله،كاهش مصرف انرژي در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم است)

بررسیفعاليت‌هایپيشيندرراستایحل مساله

ارائهچارچوبارزيابیمناسبجهتگردآوریداده

ارزيابیروش‌هاي موجود

بهره‌گيریازنقاطقوتروش‌هایمختلف به‌دستآمدهازطريقاعمالچارچوبارزيابی(درراستایايجادروش‌هاي کارآمدترومناسبحوزةمسأله)

ارايه روش جديدي براي كاهش مصرف انرژي در شبكه حسگر بي‌سيم با استفاده از روش جدول توزیع شده درهم سازی

شبيه‌سازي روش مذكور برحسب سناريوي خاص و ارايه نتايج شبيه‌سازي

مقايسه نتايج آماري حاصل از شبيه‌سازي روش جديد پيشنهادي با نتايج روش‌هاي پيشين

ارزيابي نتايج و نتيجه‌گيري

 

1-7.نمای کلی راه حل ما

راه حل ما این است که از بلوم فیلتر فشرده استفاده می کنیم که با تغییر نوع توزیع بیت ها در فیلتر می توان آن را برای انتقال در سطح شبکه فشرده کرد و بهینه سازی بر مبنای اینکه میزان خطای مثبت را بصورت یک تابع وابسته به سایز آرایه mو تعداد عناصر nبهینه نماییم.

دوم ، شبکه باید از اطلاعات توزیع شده برای راهنمای انتشار فرم های پرس و جو نگهداری کند]15 [. ما قبول کردیم نمونه یک ارتباط مرکزی داده داشته باشیم که در آن محتوای پیام درایو های سیستم و استفاده از تکنیک های مقیاس پذیر بر اساس فیلترهای بلوم باعث کاهش هزینه های ارتباطی است. راه حلی مقیاس پذیر با انرژی کارآمد را فراهم می آورد.فیلتر بلوم یک فضای موثر است که به ساختار احتمالی مجموعه ای از عناصر اشاره می کند. مجموعه ای از توابع درهم سازی[2]از مجموعه ای از عناصر در فیلتر برای تست عناصر استفاده می کند در حالی که مثبت کاذب با تخصیص حافظه ممکن است کاهش یابد]12 [.

 

1-8.ساختار پایان نامه

فصل اول مقدمه و روش کار برای کاهش مصرف انرژی در شبکه حسگر بی سیم می پردازد فصل دوم ارايه دسته‌بندي ساختار شبکه حسگر بی سیم و نقش بلوم فیلتر در هريك از طرح‌هاي موجود بر اساس مرور مقالات تحقيقاتي می پردازد. فصل سوم، بررسي پروتكل معروف LEACHو مزايا و معايب آنپرداخته، سپس بهمروري بر روش‌هاي مبتني بر بلوم فیلتر در الگوريتم‌هاي مسيريابي انرژي بر اساس مقالات تحقيقاتي مرتبط پرداخته و الگوريتم خوشه‌بندي LEACH را كه ارتباط مستقيمي با روش ارايه شده در اين تحقيق دارد، تشريح خواهد كرد. فصل چهارم به ارايه نتايج شبيه‌سازي و مقايسه نتايج با روش‌هاي پيشين و ارزيابي الگوريتم پيشنهادي، اختصاص خواهد يافت. فصل پنجم شامل جمع‌بندي و ارايه پيشنهادهايي براي انجام تحقيقات بيشتر خواهد بود.

 

1Sensor nodes

1Hash Functions

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