تعداد صفحات : 120 - قابل ویرایش با نرم افزار ورد

امروزه بحث سيستم­هاي کنترل و نظارت از راه دور يکي از مباحث پر چالش در زمينه علوم الکترونيک و کامپيوتر مي‌باشد. لذا تحقيقات در هر زماني به دنبال راه­حلي مي­باشد تا به شرايط خاص و انتظارات مدنظر ما پاسخ دهد؛ در شرايط و کيفيت کاري يکسان هر چه نسبت هزينه به کارائي پایین‌تر باشد، همان قدرمحبوبيت آن شيوه بالاتر خواهد رفت.

براي آگاهي از تغييرات محيط اطراف و يا وضعيت هر مجموعه نيازمند به يکسري تجهيزات هست، که به عنوان حسگر[1] شناخته مي­شوند و تغييرات مدنظر (تغييرات فيزيکي يا شيميائي) را در قالب يک پاسخ، به منظور اندازه‌گيري ميزان تغييرات و يا وجود آن، بررسی می­نمایند. پس از جمع‌آوري اطلاعات مورد نياز مي‌توان ساير عمليات را بر اساس پاسخ ارائه شده انجام داد [1]و [2].

پیشرفت‌های اخير در زمينه الکترونيک و مخابرات بي‌سيم باعث شدهاست، بتوانيم گره‌هاي حسگر چندکاره، با توان مصرفي پایین و هزينه کم داشته باشيم. این حسگرها از نظر اندازه بسیار کوچک هستند و براي مسافت‌هاکوتاه مي‌توانند با هم ارتباط برقرار کنند. اين گره‌هاي حسگر کوچک طبق نظريه شبکه­هاي حسگر، داراي تجهيزات حس کردن، پردازش داده‌ها و مخابره آن‏ها مي‌باشند. تفاوت اصلي شبکه‌هاي حسگر بی­سیم[2] با ساير شبکه‌ها در ماهيت داده-محورو همچنين منابع انرژي و پردازشي بسيار محدود در آن‌ها است. این تفاوت­ها موجب شده تا روش‌هاي مطرح شده جهت انتقال داده‌ها در ساير شبکه‌ها و حتي شبکه‌هايي که تا حد زيادي ساختاري مشابه شبکه‌هاي حسگر دارند (مانند شبکه‌هاي موردي سيار[3] )، در اين شبکه‌ها قابل استفاده نباشند. روند توسعه اين شبکه‌ها در حدي است که مطمئناً اين شبکه‌ها در آينده نزديک، نقش مهمي را در زندگي روزمره‌ ما ايفا خواهند کرد.

تکنيک‌ها و شيوه‌هاي مورد استفاده در چنين شبکه­هاي وابستگي شديدي به ماهيت کاربرد شبکه دارد. ساختار توپولوژي شبکه، شرايط جوي و محيطي، محدودیت‌ها و ... عوامل موثري در پارامترهاي کارايي و هزينه شبکه مي‌باشند؛ لذا امروزه در سرتاسر دانشگاه­هاي معتبر و مراکز تحقيقاتي کامپيوتري، الکترونيکي و به خصوص مخابراتي، شبکه­هاي حسگر بي­سيم، يک زمينه تحقيقاتي بسيار جذاب و پرطرفدار محسوب مي‌شود. تحقيقات و پيشنهادات زيادي در مباحث مختلف ارائه شده است و همچنان حجم تحقيقات در اين زمينه سير صعودي دارد.

هدف اصلي تمامي اين تلاش­ها و ارائه راهکارها، داشتن سيستمي با شيوه­هاي کنترلي ساده، آسان و با هزينه پایین مي‌باشد. همچنین با پاسخگويي به نيازمندي­هاي ما بتواند در مقابل محدوديت­ها (پهناي باند، انرژي، دخالت‌هاي محيطي، فيدينگ و ... ) ايستادگي کند و شرايط کلي را طبق خواسته‌ها و تمايلات ما (انتقال حجم زياد اطلاعات پر محتوا، بقاء پذيري و طول عمر بالا، هزينه پایین و...) را فراهم سازد؛ لذا محققين جنبه­هاي مختلف را تحليل و بررسي مي­نمايند و سعي مي‌کنند ايده­هاي بهينه و کارا را استخراج کنند. اين ايده­ها مي­توانند از محيط وحش اطرافمان الهام گرفته شده باشد و با استفاده از قوانين رياضي و نظريات تئوري و آماري مي‌توان آن‏ها را تحليل نمود.

در سال­هاي اخير، رشد بسياري را در زمينه شبکه­هاي حسگر بی­سیم [4] شاهد بوده­ايم. شبکه­هاي حسگر شامل تعداد زيادي از گره­هاي[4] حسگر بسيار کوچک مي­باشند که براي جمع­آوري و پردازش اطلاعات محيطي، مورد استفاده قرار مي­گيرند. بر خلاف شبکه­هاي موردي که شايد در نگاه اول بسيار شبيه به شبکه­هاي حسگر به نظر بيايند، گره­ها در شبکه­هاي حسگر، معمولاً فاقد آدرس­هاي منحصر به فرد مي­باشند و آنچه بيشتر در اين شبکه­ها حائز اهميت است، اطلاعات جمع­آوري شده توسط حسگر­هاي شبکه است. همچنين به دليل عدم دسترسي به گره­ها پس از فرآيند پراکندن آن‏ها در محيط، گره­هاي شبکه پس از مصرف انرژي موجود، عملاً بدون استفاده شده و خواهند مرد. بنابراین مسئله انرژي و بهينه­سازي مصرف آن، يکي از چالش­هاي مطرح در اين شبکه­هاست و کارهاي زيادي هم در سال­هاي اخير در اين مورد صورت گرفته است.

 

فهرست

فصل 1 مقدمه‌ای بر شبکه‌های حسگر بی‌سیم

1-1مقدمه

1-2کاربردها و مزاياي استفاده از شبکه‌های حسگر

1-3محدودیت‌های سخت افزاري يک گره حسگر

1-4معماري شبکه‌های حسگر

1-5معماري ارتباطي درشبکه‌های حسگر

1-6اجزاي سخت افزاري

1-6-1کنترلر یا واحد پردازنده مرکزي (CPU)

1-6-2فرستنده گیرنده رادیویی

1-6-3حافظه جانبي

1-6-4انواع حسگر‌ها

1-6-5منبع تغذيه

1-6-6باطري‌ها و سلول‌های خورشيدي

1-7اجزاي نرم افزاري

1-7-1سيستم عامل Tiny OS

1-8خلاصه

فصل 2 تعریف مسئله

2-1دسترس پذیری

2-2دلایل وجود خطا در شبکه‌های حسگر بی‌سیم

2-3دلایل نیاز به یک پروتکل با قابلیت تحمل پذیری خطا در شبکه‌های حسگر بی‌سیم نسبت به شبکه‌های دیگر

2-4طبقه‌بندی تکنیک‌های قابلیت تحمل پذیری خطا

2-5مسیریابی چند مسیره

2-5-1مسیرهای مستقل

2-5-2مسیرهای شبه متمایز

2-6قابلیت اطمینان

2-7نتیجه‌گیری و هدف کلی

فصل 3 مروری بر کارهای مرتبط و پروتکل‌های مسیریابی

3-1روش انتشار هدايت شده

3-1-1دسته خصوصیت‌ها

3-1-2روش انتشار جذب يک مرحله‌ای

3-2کاربرد کدینگ در مسیریابی چند مسیره برای افزایش تحمل پذیری خطا

3-2-1Erasure coding

3-3چالش‌های مختلف در مسیریابی چند مسیره برای افزایش قابلیت اطمینان

3-3-1چالش بین سربار ترافیک و مسیریابی چند مسیره

3-3-2چالش‌های بین مصرف انرژی و قابلیت اطمینان

3-3-3محاسبه قابلیت اطمینان در شبکه‌های حسگر بی‌سیم

فصل 4 پروتکل پیشنهادی LOMDD

4-1مقدمه

4-2نحوه عملکرد پروتکل پیشنهادیLOMDD

4-2-1فاز اول : انتشار علاقه‌مندی‌ها

4-2-2فاز دوم : انتشار بسته‌های اکتشافی

4-2-3فاز سوم : ارسال داده‌های تقویتی

4-2-4فاز چهارم: ارسال داده‌ها و تعویض مسیرها

4-3نحوه پیاده سازی و ارزیابی

4-3-1بستر پیاده سازی

4-3-2سناریوهای شبیه سازی

4-4بررسی نتایج شبیه سازی

4-4-1سربار بسته‌های اکتشافی

4-4-2میانگین تعداد بسته‌های دریافتی در هر لحظه توسط چاهک

4-4-3قابلیت اطمینان

4-4-4سربار بسته‌های غیر داده

4-5خلاصه

فصل 5 پیشنهاد یک راهکار برای تخمین قابلیت اطمینان با استفاده از دیاگرام تصمیم‌گیری دودویی مرتب شده

5-1مقدمه

5-2دیاگرام تصمیم گیری دودویی مرتب شده

5-2-1درخت تصمیم گیری دودویی

5-2-2نمودار تصمیم‌گیری دودویی

5-2-3نمودار تصمیم گیری دودویی مرتب شده (OBDD)

5-3تحلیل و تخمین قابلیت اطمینان با استفاده از یک راهکار پیشنهاد شده مبتنی بر OBDD

5-3-1قابلیت اطمینان

5-3-2نمادهای استفاده شده در راهکار پیشنهاد شده

5-3-3نحوه عملکرد راهکار پیشنهاد شده

5-4خلاصه

فصل 6 پیشنهاد یک پروتکل چند مسیره تطبیقی برای اقناع قابلیت اطمینان

6-1مقدمه

6-2پروتکل چند مسیره تطبیقی پیشنهادی برای اقناع قابلیت اطمینان

6-2-1تنظیمات اولیه

6-2-2تعاریف

6-2-3نحوه تصمیم گیری چاهک

6-2-4.. نحوه انتخاب مسیر هنگام افزایش یا کاهش مسیرها

6-3نحوه پیاده سازی و ارزیابی

6-3-1سناریوهای شبیه سازی

6-3-2مدل خطا

6-3-3مقایسه

6-3-4محاسبه قابلیت اطمینان

6-3-5محاسبهمیانگین تعداد مسیرهای استفاده شده

6-3-6محاسبه سربار

6-3-7محاسبه انرژی مصرف شده

6-4نتایج شبیه سازی

6-4-1قابلیت اطمینان

6-4-2تعداد میانگین مسیرها

6-4-3سربار شبکه

6-4-4انرژی مصرف شده

6-5خلاصه

فصل 7 جمع بندی و نتیجه‌گیری

7-1پروتکل چند مسیره LOMDD

7-2راهکاری برای تخمین قابلیت اطمینان با استفاده از دیاگرام تصمیم‌گیری دودوییمرتب شده

7-3.. پروتکل چند مسیره تطبیقی برای اقناع قابلیت اطمینان

7-4کارهای آتی

7-4-1گسترش LOMDDبرای توزیع بار در میان مسیرهای موجود

7-4-2گسترش LOMDDبرای توزیع بار در میان مسیرهای موجود با استفاده از کدینگ

7-4-3بهینه سازی مسئله اقناع قابلیت اطمینان

فهرست منابع و مآخذ

ضمیمه

تعداد صفحات : 120 - قابل ویرایش با نرم افزار ورد