دانلود متن کامل پایان نامه با فرمت ورد

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته کامپیوتر

دانشگاه آزاد اسلامی

دانشگاه علوم تحقیقات خراسان جنوبی

دانشکده فني و مهندسي ، گروه آموزشي کامپیوتر

پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد” M.Sc”

گرايش: نرم افزار

عنوان:

بهبود مسیریابی داده های حساس به تاخیر در شبکه های حسگر بیسیم

استاد راهنما:

دکتر مزینانی

استاد مشاور:

دکتر نیک فرجام

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

فهرست مطالب:

چکيده……………………………………………………………………………………………………………1

فصل اول:کلیات تحقیق

1-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………4

1-2بیان مساله………………………………………………………………………………………………..11

1-3اهمیت و ضرورت تحقیق…………………………………………………………………………..14

1-4سؤالات تحقیق:…………………………………………………………………………………….16

1-5 فرضيه‏ هاي تحقیق……………………………………………………………………………..16

فصل دوم: مروری بر ادبیات تحقیق

2-1 WSn ‌ها با يك چاهک ثابت…………………………………………………………………….19

2-1-1 مشکل اتمام انرژی در گره‌های اطراف چاهک……………………………………………19

2-1-2 بهبود حالت چاهک ثابت ……………………………………………………………………..20

2-2 WSN با يك چاهک متحرك……………………………………………………………………..21

2-2-1 مزایای چاهک متحرک …………………………………………………………………….22

2-2-2 عیب استفاده از چاهک متحرک………………………………………………………………23

2-2-3 انواع حرکت چاهک متحرک …………………………………………………………………23

2-2-3-1 جابجايي تصادفي ……………………………………………………………………….23

2-2-3-2 شبكه هاي موبايل ثابت ………………………………………………………………24

2-2-3-3 جابجايي كنترل موبايليتي ……………………………………………………………….25

2-3 ارسال داده های حساس به تاخیر ……………………………………………………….29

2-4 استفاده از چاهک ثابت و متحرک به صورت همزمان…………………………………..29

2-5 روش ارایه شده در EEQR ……………………………………………………………………

2-5-1 معرفی مشکل نقاط کور…………………………………………………………………..33

2-6 مسیریابی در شبکه‌های حسگر بیسیم…………………………………………………..33

2-6-1 اهداف مسیریابی…………………………………………………………………………33

2-6-2 معیارهای تعیین مسیر بهینه ……………………………………………………………..34

2-6-3 مسیریابی در شبکه‌های بیسیم ……………………………………………………….34

2-6-3-1 مسیریابی بردار فاصله ……………………………………………………………..35

2-6-3-2 مسیریابی حالت اتصال …………………………………………………………….36

2-6-3-3 مسیریابی مبدا ………………………………………………………………………36

2-7 روش های انتشار اطلاعات ………………………………………………………………36

2-7-1 روش همه پخشي (Flooding)…………………………………………………….

2-7-2 روش شايعه پراكني (gossiping)………………………………………………

2-7-3 روش SPIN…………………………………………………………………………….

2-7-4 پيغام هاي SPIN …………………………………………………………………..

2-7-5 SPIN-1 يك روش دست تكاني سه مرحله اي ………………………………….41

2-7-6 خلاصه سازي فرصت طلبانه (opportunistic data aggregation)……….

2-7-7 خلاصه سازي حريصانه(greed data aggregation) …………………………

2-7-8 پرسش تو رد تو(nested query) ………………………………………………..

2-8 الگوریتم خوشه بندی …………………………………………………………………….44

2-8-1 معیارمطلوبیت خوشه ها ……………………………………………………………45

2-8-2 ویژگی‌های یک الگوریتم خوشه بندی مناسب …………………………………46

2-8-3 معایب روش خوشه بندی ………………………………………………………46

2-8-4 انواع خوشه بندی …………………………………………………………………46

2-8-5 الگوریتم kmeans …………………………………………………………………

2-8-5-1 مراحل كار ………………………………………………………………………..47

2-8-6 پیش پردازش داده ها …………………………………………………………….48

2-8-7 انواع ویژگی ها در خوشه‌بندی ………………………………………………..48

2-8-8 دلایل اصلی پیش پردازش داده‌ها …………………………………………..48

2-8-9 عملیات اصلی پیش پردازش داده ها …………………………………….49

2-8-10 آلودگی‌ها در خوشه بندی …………………………………………………..49

2-8-11 روشهای مورد استفاده در پیش پردازش …………………………………….50

2-8-12 روش (Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)…………………

2-8-12-1 جزئيات الگوريتم LEACH ………………………………………………………

2-8-12-2 فاز تبليغات………………………………………………………………………..52

2-8-12-3 فاز تشكيل دسته‌ها…………………………………………………………….53

2-8-12-4 فاز تشكيل برنامه…………………………………………………………….53

2-8-12-5 فاز انتقال داده‌ها…………………………………………………………………54

فصل سوم :روش تحقیق

3-1 مقدمه …………………………………………………………………………………..56

3-2 فاز اول: استقرار اولیه …………………………………………………………….58

3-2-1 توسعه اولیه …………………………………………………………………….58

3-2-2خوشه‌بندی ………………………………………………………………………..58

3-2-2-1 استفاده از روش BSK-Means برای خوشه بندی گره ‌ها ………………61

3-2-3 مسیریابی……………………………………………………………………………63

3-2-3-1 مسیریابی جهت اتصال به گره سرخوشه………………………………..64

3-2-3-2 مسیریابی سرخوشه به سمت فوق گره…………………………………64

3-2-3-3 مسیریابی به سمت چاهک متحرک …………………………………..65

3-2-3-4 مسیریابی وایجاد کانال خصوصی بین فوق‌گره‌ها…………………..65

3-3 فاز دوم : حیات و ادامه زندگی شبکه……………………………………….66

3-3-1 اولویت بندی اطلاعات………………………………………………………66

3-3-2 تصمیم گیری برای ارسال داده‌ها ………………………………………67

3-3-3 تصمیم‌گیری در مورد جهش حرکت چاهک متحرک…………………68

3-3-4 نحوه آگاهی فوق‌گره متصل به چاهک متحرک، به سایر فوق‌گره ها و نرک ایستگاه….70

3-3-5 ارسال غیر مستقیم اطلاعات چاهک متحرک………………………70

3-4 مقایسه روش های ارایه شده………………………………………………….71

3-4-1 روش چاهک ثابت………………………………………………………….71

3-4-2 روش چاهک متحرک……………………………………………………….72

3-4-3 استفاده از چاهک ثابت و متحرک به صورت همزمان(DualSink)…..

3-4-4 روش ارایه شده ………………………………………………………………..74

3-5 طرح و نقشه …………………………………………………………………….75

3-6 مزایای استفاده از این روش نسبت به سایر روش‌ها…………………..76

فصل چهارم :تجزیه و تحلیل داده ها و ارزیابی کارایی

4-1 ارزیابی کارایی …………………………………………………………………78

4-1-1 جزییات شبیه سازی ………………………………………………………..78

4-1-2 مدل انرژی مصرفی گره‌ها ……………………………………………….80

4-1-3 مقایسه انرژی مصرف شده در روش ارایه شده ……………………80

4-1-4 تاثیر روش ارایه شده ،بر نرخ گم شدن بسته‌ها …………………..82

4-1-5 متوسط تعداد گام طی نموده برای رسیدن به چاهک ……………..83

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادهای تحقیق

5-1نتايج………………………………………………………………………………….86

5-2 پيشنهادهای تحقيق……………………………………………………………87

چکیده:

یکی از چالش های مطرح در زمینه شبکه‌های حسگر ،نحوه مسیریابی و جمع‌آوری اطلاعات از گره‌های شبکه می‌باشد .از آنجا که این شبکه‌ها از لحاظ منابع انرژی و پردازشی محدودیت دارند،نیازمند روش‌های خاصی برای مسیریابی و انتقال اطلاعات می‌باشند که مصرف انرژی پایینی داشته باشند.

برای واضح تر شدن موضوع ،در شبکه های حسگر معمولی یک گره چاهک در وسط شبکه قرار دارد که اطلاعات حس شده توسط آن، به سوی چاهک هدایت می‌گردد اما طول عمر پایین شبکه به علت از بین رفتن گره‌های اطراف چاهک و تاخیر انتها به انتهای زیاد گره به علت انتقال اطلاعات از طریق تعداد نسبتا زیادی گره برای رسیدن به چاهک ، دو مشکل اساسی در ارسال اطلاعات در شبکه های حسگر بی‌سیم معمولی هستند. دو مشکل ذکر شده ،امروزه به عنوان يكي از مباحث بسيار داغ علمي مطرح است و تاكنون كارهاي زيادي در جهت بهبود و افزايش كارايي در زمينه جمع‌آوری اطلاعات در این حوزه ، صورت گرفته است. يكي از روش‌هاي مطرح در اين زمينه، روش استفاده از چاهک متحرک است كه در اين روش با حرکت چاهک در کل شبکه اطلاعات از گره‌های حسگر جمع‌آوری می‌گردد. اين روش، پايه بسياري از روش‌هاي مطرح شده بعدي در جهت حل مشکلات مطرح شده در حوزه مسیریابی و جمع‌آوری اطلاعات در شبكه‌هاي حسگر را تشكيل مي‌دهد كه در اين پایان‌نامه مورد بحث و بررسي قرار گرفته اند و در نهايت از لحاظ قابليت و نقاط ضعف و قوت، با يكديگر مورد مقايسه قرار گرفته اند.

در این پایان‌نامه قصد داریم تا با ارایه روشی جامع، ساده و کارا دو مشکل مطرح در این گونه شبکه‌ها که باعث کارایی پایین این شبکه‌ها گردیده را بهینه تر نماییم. روش ارایه شده مبنی بر حرکت چاهک متحرک در طول شبکه است که در آن شبکه به صورت خوشه‌بندی شده می باشد و با در نظر گرفتن اولویت بسته‌ها در ارسال اطلاعات به چاهک می‌باشد .نتایج به دست آمده بهبود دو پارامتر ذکر شده را نشان می‌دهد.

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه

امروزه بحث سيستم‌هاي كنترل و نظارت از راه دور يكي از مباحث پرچالش در زمينه علوم الكترونيك و كامپيوتر مي‌باشد. لذا محققان در هر زمان به دنبال راه حلي مي‌باشند تا شرايط خاص و انتظارات مدنظر را پاسخ دهد؛ در شرايط و كيفيت كاري يكسان هر چه نسبت هزينه به كارائي پائينتر باشد، همان قدر محبوبيت آن شيوه بیشتر خواهد شد.

براي آگاهي از تغييرات محيط اطراف و يا وضعيت هر مجموعه ،نيازمند يكسري تجهيزات هستيم كه بعنوان حسگر شناخته مي شوند.حسگر‌ها تغييرات مدنظر (تغييرات فيزيكي يا شيميايي) را در قالب يك پاسخ، به منظور اندازه گيري ميزان تغييرات و يا وجود تغییر، ارائه مي دهند. پس از جمع آوري اطلاعات مورد نياز مي‌توان ساير عمليات را بر اساس پاسخ ارائه شده، انجام داد.

پيشرفتهاي اخير در زمينه الكترونيك و مخابرات بي سيم باعث شده ،بتوانيم گره‌هاي حسگر چندكاره، با توان مصرفي پايين و هزينه كم داشته باشيم كه از نظر اندازه خيلي كوچك هستند و براي مسافت هاي كوتاه مي‌توانند با هم ارتباط برقرار كنند. اين گره‌های حسگر كوچك طبق نظريه شبكه هاي حسگر، داراي تجهيزات حس كردن، پردازش داده‌ها و مخابره مي‌باشند. تفاوت اصلي شبكه هاي حسگر با ساير شبكه‌ها در ماهيت داده– محور (data – centric) و همچنين منابع انرژي و پردازشي بسيار محدو%D

پشتیبانی سایت :       

*         serderehi@gmail.com

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :