زمان بندی به خواب رفتن گره ها درشبکه های حسگر بیسیم

تحقیق پیرامون زمان بندی به خواب رفتن گره ها درشبکه های حسگر بیسیم
نوع فایل: word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 118 صفحه

چکیده:
یک شبکه حسگر متشکل از تعداد زیادی گره‌های حسگر است که در یکمحیط به طور گسترده پخش شده و به جمع‌آوری اطلاعات از محیط می‌پردازند.از آنجایی که گره ها از باتری تغذیه میکنند ،مساله مهمی که در شبکه های حسگرمورد توجه قرار میگیرد،بحث مصرف انرژی است.یکی از روشهایی که در این شبکه ها برای کاهش مصرف انرژی بسیار رایج است خواباندن گره ها در مواقعیست که بار کاری آنها پایینتر باشد.خواباندن هر قسمت از گره حسگر تاثیر متفاوتی برروی مصرف انرژی خواهد داشت. بیشترین مصرف انرژی در قسمت فرستنده است که باپروتکلهای MAC کنترل میشود.S-MAC یکی از MAC های معروف طراحی شده ویژه شبکه های حسگر میباشد.دراین MAC گره ها از طریق چرخه های خواب و فعالیت به صرفه جویی در مصرف انرژی میپردازند. روشهای بسیاری برای مسیریابی در شبکه های چندگامه حسگر ارائه شده استکه تلاش بر کمینه سازی مصرف انرژی دارند.یکی از روشهای پرکاربرد و داده-محور در این شبکه ها روش انتشار هدایت شده است. در این پایان نامه پروتکلی مطرح خواهدشد که برگرفته از پروتکلMAC میباشد که ویژه مسیریابی انتشار هدایت شده در شبکه های حسگر است . این پروتکل ویژگیهای صرفه جویی در انرژی که در S-MAC وجود دارد را پیاده سازی کرده وقادر است خود را با بار شبکه در شرایط مختلف وفق دهد.
در لایه کاربرد میتوان بااستفاده از تنظیماتی که در فعالیت این لایه انجام میگیرد مصرف انرژی را کاهش داد.درصورتیکه گره این امکان را داشته باشدکه فعالیت واحد حسگر را کنترل کند ،میتوان با زمانبندی فعالیت این واحد و به خواب بردن آن در شرایطی که کاربرد اجازه آن را میدهد از مصرف انرژی کاست.از آنجا که تعداد گره های به کار رفته در شبکه معمولا از تعداد گره های لازم برای فراهم آوردن پوشش بر روی شبکه بالاتر میباشد ، بنابراین میتوان برخی از این گره ا را به خواب برد و کار نظارت را به صورت دوره ای انجام داد.در اینجایک روش پویا و احتمالاتی برای فراهم کردن پوشش K–لایه ای مورد نیاز برنامه کاربردی بر روی یک نفوذ گر در شبکه ارائه می شود.این روش قادر است به صرفه جویی بسیار بالایی دست پیدا کرده و درعین حال پوشش مورد نیاز را فراهم آورد.
فهرست مطالب
فصل اول: شبکه های حسگر
مقدمه 1
۱-۱ معرفی شبکه های حسگر 2
۱-۲ معماری شبکه های حسگر 4
۱-۳ ویژگیهای عمومی شبکه های حسگر 6
۱-۴ کاربردهای شبکه های حسگر 10
۱-۵ عوامل مهم در طراحی شبکه های حسگر 11
۱-۵-۱ مسیریابی 11
۱-۵-۲ انرژی محدود 11
۱-۵-۳ مقیاس پذیری 12
۱-۵-۴ زمان تاخیر 13
۱-۵-۵ هزینه پایین 13
۱-۵-۶ تحمل پذیری خطا 13
۱-۵-۷ امنیت 13
۱-۶ صرفه جویی در مصرف انرژی در گره های حسگر 14
۱-۶-۱ پیش فرضهای طراحی 15
۱-۶-۲ اهداف طراحی 18
۱-۷روشهای زمانبندی توزیع شده در شبکه های سلسله مراتبی 22
۱-۸روشهای زمانبندی توزیع شده در شبکه های غیرسلسله مراتبی 28
فصل دوم:مسیر یابی در شبکه های حسگر
۲مقدمه 31
2-1تقسیم بندی پروتکل ها 32
2-2 پارامترهای موردنظر در پروتکل مسیریابی 33
2-2-1 دینامیک شبکه 33
2-2-2 جای گذاری حسگرها در شبکه 34
2-2-3 محدودیت انرژی 34
2-2-4 مدل انتقال اطلاعات 34
2-2-5 ترکیب داده ها 35
2-3 پروتکل های مسیریابی 35
2-3-1 روش سیل آسا 35
2-3-2 روش شایعه پراکنی 37
۲-۳-۳ روش SPIN 39
2-3-4 روش انتشار هدایت شده 42
2-3-5 مقایسه روش انتشار هدایت شده وروشSPIN 48
2-3-6 روش مسیریابی جغرافیایی 49
2-3-7 روشانتشار بیرون دهنده 50
2-3-8 روش انتشار جذب یک مرحله ای 52
فصل سوم: MAC
مقدمه 53
3 -1 تفاوت پروتکلهایMAC طراحی شده برای شبکه های حسگر 55
3-2 محدودیتها درطراحی پروتکلهای MAC شبکه های حسگر 56
3-3 منابع اصلی هرز رفتن انرژی در شبکه های حسگر 60
3-4 مروری برMAC های موجود 61
3-5 S-MAC 62
3-5-1 گوش دادن و به خواب رفتن دوره ای 63
۳-۵-۲ پیشگیری از برخورد 66
فصل ۴ :الگوریتم پیشنهادی
مقدمه 73
4-1 طراحی بین لایه ای 73
4-2 الگوریتم پیشنهادی 75
4-4 نتایج شبیه سازی 79
فصل پنجم: لایه کاربرد ومساله پوشش
مقدمه 83
5-1 تحقیقات پیشین 86
5-2 پوشش K- لایه ای پویا 89
5-3 الگوریتم پیشنهادی 90
5-4 پشتیبانی لایهMAC 96
5-5 دلایل فراهم نکردن حداکثر پوشش ممکن 97
5-6 روش دیگر تخمین احتمال مورد نیاز برای پوشش K- لایه ای پویا 97
5-7 روشهایی برای حل مشکل پوشش k- لایه ای جا به جا 104
5-8 نتایج شبیه سازی 100
فصل ششم:نتیجه گیری 104
کارهای آتی 107
مراجع 108