دانلود پایان نامه ارشد با موضوع فعال نمودن، واژه نامه

دانلود پایان نامه ارشد

تفاده از آتوماتاهاي يادگير 112
4-3-1- بيان مسئله و مفروضات آن 113
4-3-2- تشريح روش پيشنهادي 115
4-4- شبيه سازي 119
4-4-1- آزمايش اول 122
4-4-2- آزمايش دوم 122
4-4-3- آزمايش سوم 123
4-5- جمع بندي 125
5- نتيجه گيري 126
6- پيوست اول: شبكه هاي حسگر بي سيم 127
6-1- تاريخچه شبكه هاي حسگر 127
6-2- ساختار هر گره حسگر 128
6-2-1- اجزاء دروني يک گره حسگر 128
6-2-2- محدوديتهاي سختافزاري يک گره حسگر 130
6-3- پشته پروتکلي 131
6-4- مزاياي شبکه هاي حسگر بيسيم 132
6-5- کاربردهاي شبکه هاي حسگر بيسيم 134
7- پيوست دوم:آتوماتاي يادگيرسلولي 138
7-1- تاريخچه آتوماتاي يادگير 138
7-2- معيار‌هاي رفتار اتوماتاي يادگير 139
7-3- آتوماتاي يادگير با عملهاي متغير 141
7-4- آتوماتاي يادگير تعقيبي 142
7-5- آتوماتاي يادگير سلولي (CLA) 150
7-6- آتوماتاي يادگير سلولي باز(OCLA) 151
7-7- آتوماتاي يادگير سلولي ناهمگام (ACLA) 152
8- پيوست سوم: شرح نرم افزار J-SIM و پياده سازي الگوريتمهاي پيشنهادي با آن 155
8-1- مقدمه 155
8-2- شبيه ساز J-Sim 158
8-2-1- شبيه سازي شبکه هاي حسگر بي سيم با استفاده از J-sim 158
8-2-2- نصب و اجرا 162
8-3- پياده سازي الگوريتم خوشه بندي پيشنهادي 163
8-4- پياده سازي الگوريتم پوشش پيشنهادي 185
8-5- پياده سازي الگوريتم تجميع پيشنهادي 190
9- واژه نامه 195
مراجع 199

فهرست شکلها
شکل ‏1-2: يك مدل ساده از QoS 19
شکل ‏1-3: نحوة عملكرد پروتكل RSVP 22
شکل ‏1-4 : اتوماتاي يادگير تصادفي 33
شکل ‏1-5: (الف) همسايگي مور – (ب) همسايگي ون نيومن براي اتوماتاي سلولي 42
شکل ‏1-6: قانون 54 47
شکل ‏1-7: آتوماتاي يادگير سلولي نامنظم 48
شکل ‏2-11: محاسبه MaxIteration مناسب جهت بدست اوردن پوشش كامل در شبكه 74
شکل ‏2-12 : مقايسه تعداد نودهاي فعال در روشهاي پوشش با درجه پوشش يك 75
شکل ‏2-13 : مقايسه تعداد نودهاي فعال در روشهاي پوشش با درجات پوشش 2 و 3 75
شکل ‏2-14 : مقايسه نسبت ميانگين انرژي نودهاي فعال نسبت به ميانگين انرژي نودهاي غيرفعال با درجه پوشش يك 76
شکل ‏2-15 : مقايسه نسبت ميانگين انرژي نودهاي فعال نسبت به ميانگين انرژي نودهاي غيرفعال با درجه پوشش دو 76
شکل ‏2-16 : مقايسه نسبت ميانگين انرژي نودهاي فعال نسبت به ميانگين انرژي نودهاي غيرفعال با درجه پوشش سه 77
شکل ‏2-17 : مقايسه طول عمر شبكه(زمان از بين رفتن اولين نود) در حالتهاي مختلف 78
شکل ‏2-18 : مقايسه ميزان انرژي مصرفي در الگوريتم پوشش نسبت به كل انرژي مصرفي 79
شکل ‏3-1: ارتباطات تک گامي و چندگامي بدون خوشه بندي 81
شکل ‏3-2: ارتباطات تک گامي و چندگامي با استفاده از خوشه بندي 82
شکل ‏3-3: شبه كد الگوريتم HEED 93
شکل ‏3-4 : مقايسه تعداد خوشه هاي ايجاد شده در روشهاي مختلف خوشه بندي 104
شکل ‏3-5: مقايسه درصد خوشه هاي خالي ايجاد شده در روشهاي مختلف خوشه بندي 105
شکل ‏3-6: مقايسه نرخ ميانگين انرژي سرخوشه ها نسبت به ميانگين انرژي نودهاي معمولي 105
شکل ‏3-7: مقايسه ضريب تغييرات اندازه خوشه ها در روشهاي مختلف خوشه بندي 106
شکل ‏3-8: مقايسه طول عمر شبکه در روشهاي مختلف خوشه بندي 107
شکل ‏4-1: محيط حسگري با نواحي A تا F و حسگرهاي واقع در آنها 115
شکل ‏4-2: حسگرهاي H ,F ,G ,E ,C ,A و J در يك ناحيه واقعند و تشكيل يك ائتلاف مي دهند 118
شکل ‏4-3: محيط حسگري به 9 ناحيه مختلف با داده هاي متفاوت تقسيم بندي شده است 120
شکل ‏4-4: محيط حسگري در زمان 250 دقيقه 120
شکل ‏4-5: محيط حسگري در زمان 500 دقيقه 121
شکل ‏4-6: محيط حسگري در زمان 750 دقيقه 121
شکل ‏4-7: مقايسه تعداد كل بسته هاي دريافتي توسط نود سينك در روشهاي مختلف 122
شکل ‏4-8: مقايسه كل انرژي مصرفي توسط نودها در روشهاي مختلف 123
شکل ‏4-9: مقايسه طول عمر شبکه در روشهاي مختلف تجميع 124
شکل ‏4-10: مقايسه ميزان انرژي مصرفي در الگوريتم تجميع نسبت به كل انرژي مصرفي 124
شکل ‏6-1 : اجزاء دروني يک گره حسگر 129
شکل ‏6-2 : پشته پروتکلي شبکه هاي حسگر 131
شکل ‏6-3 : نمونه کاربردهاي شبکه هاي حسگر بيسيم 135
شکل ‏8-1 : محيط شبکه حسگربي سيم 159
شکل ‏8-2 : مدل يک نود حسگربي سيم 159
شکل ‏8-3 : تنظيم jdk در نرم افزار J-Sim 162
شکل ‏8-4 : اجراي نرم افزار J-Sim 163

چکيده
کيفيت سرويس در شبکه هاي حسگر بي سيم نسبت به شبکه هاي سنتي بسيار متفاوت است. بعضي از پارامترهايي که در ارزيابي کيفيت سرويس در اين شبکه ها مورد استفاده قرار مي گيرند عبارتند از: پوشش شبکه, تعداد بهينه نودهاي فعال در شبکه, طول عمر شبکه و ميزان مصرف انرژي. در اين پايان نامه سه مسئله اساسي شبكه ها ي حسگر بي سيم مطرح گرديده و با هدف بهبود پارامترهاي کيفيت سرويس، براي اين مسائل، راه حلهايي کارا با استفاده از روش هوشمند آتوماتاهاي يادگيرسلولي ارائه شده است. ابتدا مسئله پوشش محيط در شبكه هاي حسگر را با استفاده از غير فعال نمودن نودهاي غير ضروري و فعال نگه داشتن بهينه نودها حل مي گردد، تا در مصرف انرژي صرفه جويي به عمل آمده و عمر شبکه افزايش يابد. سپس به مسئله خوشه بندي در شبکه حسگر پرداخته شده و با استفاده از آتوماتاهاي يادگيرسلولي, شبکه هاي حسگر به گونه اي خوشه بندي مي شوند که انرژي به صورت يکنواخت در شبکه بمصرف رسيده وعمر شبکه افزايش يابد. پس از آن با استفاده از آتوماتاهاي يادگير يک روش تجميع داده هاي محيط حسگري پيشنهاد مي گردد که در مصرف انرژي شبکه صرفه جويي به عمل آورده و عمر شبکه را افزايش مي دهد. همه روشهاي ارائه شده با استفاده از نرم افزار J-Sim شبيه سازي گرديده اند. نتايج شبيه سازي ها نشان دهنده عملکرد بهتر روشهاي پيشنهادي نسبت به روشهاي مشابه مي باشد.

کلمات کليدي: شبکه هاي حسگر بي سيم، آتوماهاتاي يادگير، کيفيت سرويس، پوشش، خوشه بندي، تجميع داده ها
1-
مقدمه
1-1- شبكه هاي حسگر بي سيم
شبكه هاي حسگر بي سيم1 جهت جمع آوري اطلاعات در مناطقي كه كاربر نمي تواند حضورداشته باشد، مورد استفاده قرار مي گيرند. در يك شبكه حسگر، حسگرها به صورت جداگانه مقادير محلي را نمونه برداري (اندازه گيري) مي كنند و اين اطلاعات را درصورت لزوم براي حسگرهاي ديگر و در نهايت براي مشاهده گر اصلي ارسال مي نمايند. عملكرد شبكه اين است كه گزارش پديده هايي راكه اتفاق مي افتد به مشاهده گري بدهد كه لازم نيست از ساختار شبكه و حسگرها به صورت جداگانه و ارتباط آنها چيزي بداند. اين شبکه ها مستقل و خودگردان بوده وبدون دخالت انسان کار مي کنند. معمولا تمامي گرهها همسان ميباشند و عملاً با همکاري با يكديگر، هدف كلي شبكه را برآورده مي‌سازند. هدف اصلي در شبکههاي حسگر بيسيم نظارت و کنترل شرايط و تغييرات جوي، فيزيکي و يا شيميائي در محيطي با محدوده معين، ميباشد[1, 2]. شبکه حسگر بيسيم نوع خاصي از شبکههاي موردي2 است. مبحث شبکه هاي حسگر بي سيم يکي از موضوعات جديد در زمينه مهندسي شبکه و فناوري اطلاعات مي باشد.
پيشرفتهاي اخير در طراحي و ساخت تراشه هاي تجاري اين امكان را به وجود آورده است كه عمل پردازش سيگنال و حس كنندگي در يك تراشه يعني حسگر شبكه بي سيم انجام گردد، كه شامل سيستم هاي ميكروالكترومكانيكي 3(MEMS) مانند حسگرها، محرک ها4 و قطعات راديويي RF مي باشد.
حسگرهاي بي سيم كوچكي توليد شده است كه قابليت جمع ‌آوري داده از فاصله چند صد متر و ارسال داده بين حسگرهاي بي سيم به مركز اصلي را دارا مي باشد و با اين تكنولوژي اطلاعات دما – نوسانات، صدا، نور، رطوبت، و مغناطيس قابل جمع آوري مي باشد كه اين حسگرهاي بي سيم با هزينه كم و اندازه اي کوچک قابل نصب در شبكه هاي حسگر بي سيم مي باشد. اما كوچك شدن حسگرهاي بي سيم داراي معايبي نيز مي باشد. تكنولوژي نيمه هادي باعث بوجود آمدن پردازنده هاي سريع با حافظه بالا شده است اما تغذيه اين مدارات هنوز هم يك مشكل اساسي است كه محدود به استفاده از باطري گرديده است. بخش منبع تغذيه يک بخش مهم و محدود است که در صورتيکه از باطري در اين شبکه ها استفاده شود، تعويض باطري ها در حالتي که تعداد نودهاي شبکه زياد باشد کاري سخت و دشوار خواهد بود و نودها به منظور ذخيره و صرفه جويي در مصرف انرژي مجبور به استفاده از ارتباطات برد کوتاه خواهند شد. تفاوت يك حسگر بي سيم كارا و يك حسگر بي سيم كه داراي كارايي كم از نظر انرژي است در عملكرد آنها در ساعت ها نسبت به هفته ها مي باشد. افزايش اندازه شبكه WSN باعث پيچيدگي مسيريابي وارسال اطلاعات به مركز اصلي مي باشد. اما همچنان مسيريابي و پردازش نياز به انرژي دارند. بنابراين يكي از نكات كليدي در توسعه و ارائه الگوريتمهاي مسيريابي جديد، كاهش و صرفه جويي در انرژي مصرفي است. بخش هاي مختلف شبکه هاي حسگر بي سيم بايد شبيه سازي و مدلسازي گردند تا کارآيي آنها مورد بررسي واقع شود. براي اينکار شبکه هاي حسگر بي سيم به گرافهايي نگاشت مي شوند که در اين گرافها هر گره مطابق با يک نود در شبکه بوده و هر لبه بيانگر يک پيوند يا کانال ارتباطي بين دو نود در شبکه خواهد بود.اگر ارتباط بين نودها در شبکه دو جهته باشد گراف نگاشت شده بدون جهت خواهد بود و اگر ارتباط بين نود ها در شبکه نا متقارن باشد در آن صورت گراف نگاشت يافته جهتدار خواهد بود. البته مدل ارتباطي بين نودها در شبکه مي تواند يک به يک يا يک به همه باشد. فراهم آوردن يک مدل عملي براي حسگرها کار پيچيده و دشواري مي باشد که اين به خاطر تنوع در انواع حسگرها هم از نظر ساختاري و هم از نظر اصول و اساس کار آنها مي باشد. شبكه هاي حسگر داراي ويژگيهايي منحصر به فرد هستند كه اين امر باعث شده است تا پروتكل هاي خاصي براي آنها در نظر گرفته شود.
در شبكه هاي بي سيم حسگر معمولا فقط يك يا دو ايستگاه پايه‌ وجود دارد و تعداد زيادي نودهاي حسگر در محيط پخش گرديده اند. به علت محدوديت برد اين حسگرها و انرژي باطري خيلي از نودها قادر به ارتباط مستقيم با ايستگاه پايه‌ نمي باشند. اما با تكيه بر نودهاي نظير خود و نودهاي حسگر ديگر، به ارتباط با ايستگاه پايه‌ مي پردازد كه در شبكه هاي 5MANET نيز اين عمل توسط نودهاي معمولي انجام مي شود.
معماري ارتباطات شبکههاي حسگر بيسيم در شکل 1-1 ديده ميشود[1]. در شبکههاي حسگر بيسيم، تعداد زيادي گره با امکانات مخابره، پردازش، حس کردن محيط و … در محيطي با چهارچوب معين پراکنده شدهاند. رويداد اتفاق افتاده و يا سوالات پرسيده شده از سوي گره مرکزي6 و ماموريت محوله به هر گره موجب ميشود، ارتباطاتي بين گرهها برقرار شود. اطلاعات رد و بدل شده مي‌تواند گزارشي از وضيعت محدوده اي كه زير نظر گرههاي حسگر ميباشد به گره مرکزي و يا درخواستي از سمت گره مرکزي به سمت گرههاي حسگر باشد. گره مرکزي به عنوان درگاه ارتباطي شبکه حسگر با ساير سيستمها و شبکههاي مخابراتي، در واقع گيرنده نهايي گزارش از گرههاي حسگر ميباشد و بعد از انجام يکسري پردازشها، اطلاعات پردازش شده را به کاربر ارسال ميکند (با استفاده از يک رسانه ارتباطاتي مانند اينترنت، ماهواره و …). از سوي ديگر، درخواستهاي کاربر نيز توسط اين گره به شبکه انتقال مييابد.

شکل ‏1-1 : معماري ارتباطات شبکههاي حسگر بيسيم
يك گره حسگر مي‌تواند يكي از دو نقش توليد كننده داده‌ها و يا رله كننده داده‌هاي توليد شده توسط ساير گره‌ها را بر عهده بگيرد. عموماً در شبكه‌هاي حسگر، اغلب گره‌ها هر دو نقش را به صورت توأم ايفا مي‌كنند. برپايي و طراحي ساختار و معماري ارتباطات بين گرههاي شبکه نيازمند رعايت فاکتورهاي مختلف و زيادي از جمله تحملپذيري خطا، مقياس پذيري، هزينه

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه ارشد با موضوع صمیمیت زناشویی، باورهای ارتباطی، سبک های دلبستگی Next Entries دانلود پایان نامه ارشد با موضوع انرژي، زيادي، سينك