%41تخفیف

دانلود پروژه: ارائه یک الگوریتم کارآمد به منظور رهگیری اهداف در شبکه حسگر بیسیم  

تعداد 89صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد رشته مهندسی کامپیوتر

گرایش نرم افزار

 

 

 

ارائه یک الگوریتم کارآمد به منظور رهگیری اهداف در شبکه حسگر بیسیم

 

چکيده

یک سیستم سایبری-فیزیکی (CPS) یک اجتماع از شبکه‌های حسگر با دستگاه‌های محاسباتی(اطلاعاتی) است. سیستم‌های سایبر فیزیکی می‌تواند برای بسیاری از کاربردهای نویدبخش مانند مانیتورینگ ترافیک، بررسی میدان جنگ و مانیتورینگ بر مبنای حسگر و شبکه بکار رود. این سیستم‌ها وضعیت محیط اطراف را به‌صورت هوشمندانه نظارت و پایش می‌کنند و با پاسخی هوشمندانه به رخدادهای محیط اطراف، واکنش نشان می‌دهند. یک موضوع اساسی در تحقیقات در مورد سیستم‌های سایبر فیزیکی تحلیل قابلیت اطمینان داده‌های حسگر است. به خاطر محدودیت‌های تکنولوژیکی و تأثیرات زیست‌محیطی، داده‌های حسگر جمع‌آوری‌شده توسط سیستم‌های سایبر فیزیکی ذاتاً نویزی بوده و ممکن است هشدارهای بسیاری اشتباه صادر کنند و این بسیار مطلوب است که اطلاعات معنی‌دار از یک مجموعه‌ی بزرگ داده‌های نویز دار غربال شوند. شبکه حسگر بی‌سیم یکی از کاربردهای مهم سیستم‌های سایبر فیزیکی به شمار می‌آید که در آن با استفاده کردن از تعداد زیادی گره حسگر در یک محیط وسیع شروع به جمع‌آوری اطلاعات از محیط پیرامون می‌کند . رهگیری اهداف متحرک مسئله‌ای اﺳﺖ ﻛﻪ از دﻳﺮﺑﺎز ذﻫﻦ ﺑﺸﺮ را ﺑﻪ ﺧﻮد ﻣﺸﻐﻮل ﻛﺮده و در سال‌های اﺧﻴﺮ ﺑﺎ ﻣﺤﻘﻖ ﺷﺪن اﻣﻜﺎن ﺳﺎﺧﺖ شبکه‌های ﺣﺴﮕﺮ بی‌سیم، اﺳﺘﻔﺎده از اﻳﻦ شبکه‌ها در محیط‌های ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺮای رهگیری هدف‌های ﻣﺘﺤﺮک ﻧﻴﺰ مطرح‌شده اﺳﺖ و یکی از مهم‌ترین موضوعات در این شبکه بشمار می‌آید.در این پژوهش به بررسی رهگیری اهداف بر روی شبکه حسگر بی‌سیم پرداخته سپس مسائل و مشکلات رهگیری را مطرح می‌کنیم، ﺑﺮای اﻳﻦ ﻣﻨﻈﻮر، اﺑﺘﺪا تعریفی جامع از سیستم‌های سایبر فیزیکی و همچنین شبکه حسگر بی‌سیم خواهیم داشت، سپس در ادامه به بررسی رهگیری اهداف در شبکه حسگر می‌پردازیم و روش‌های رهگیری در شبکه و ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻛﻴﻔﻴﺖ را موردبررسی قرار خواهیم داد همچنین الگوریتم‌های مختلف را بررسی کرده و در انتها الگوریتم رتبه‌بندی سرگروه‌ها را ارائه می‌کنیم که توانایی یک سیستم‌های سایبر فیزیکی را برای تشخیص هشدارهای قابل‌اطمینان را افزایش می‌دهد. ما موقعیت و انرژی هدف را بر اساس سرگروه‌هایی که تعیین می‌کنیم مقداردهی اولیه می‌کنیم و سپس موقعیت اهداف در شبکه را مشخص کرده و این کار را با دقت و سرعت بالاتری نسبت به روش‌های موجود انجام می‌دهیم .

واژه‌هاي كليدي

 رهگیری اهداف، الگوریتم رتبه‌بندی سرگروه‌ها ، شبکه حسگر بی‌سیم WSN، سیستم‌های سایبر فیزیکی CPS

فهرست مطالب

چکيده. 9

واژه‌هاي كليدي.. 9

فصل اول. 10

مقدمه. 10

بیان مسئله. 13

اهمیت و ضرورت تحقیق.. 14

اهداف تحقیق.. 15

فصل دوم. 16

مروری بر ادبیات تحقیق.. 16

2-1-1-   خلاصه‌ای از سیستم‌های سایبر فیزیکی.. 16

2-1-2-   مقدمه سیستم سایبر فیزیکی.. 16

2-1-3-   ویژگی‌های سیستم سایبر فیزیکی.. 17

2-1-4-   فرایند تحقیقات… 19

2-1-5-     کنترل انرژی.. 19

2-1-6-     کنترل امنیت… 19

2-1-7-   کلاس‌بندی الگوریتم‌های ردیابی اهداف بر اساس امنیت… 20

2-1-8-   فعال‌سازی بر پایه ردیابی اهداف . 21

2-1-9-   ردیابی اهداف بر پایه درختی ( شاخه‌ای ) 23

2-1-10-    رهگیری اهداف بر پایه خوشه‌بندی ( Cluster ) 25

2-1-11-    رهگیری اهداف بر اساس ترکیب… 28

2-1-12-    مقایسه الگوریتم‌های رهگیری اهداف با تمرکز بر روی امنیت آن‌ها 29

2-1-13-    مسائل باز در رهگیری اهداف و تحقیقات آیندگان با تمرکز بر روی امنیت آن‌ها 29

2-1-14-   انتقال و مدیریت… 30

2-1-15-   طراحی نرم‌افزار بر پایه مدل. 31

2-1-16-    مدل رویدادی.. 31

2-1-17-    مدل فیزیکی.. 32

2-1-18-    قابلیت اعتماد و اطمینان بلادرنگ…. 32

2-1-19-   تکنیک کنترل. 33

2-1-20-   تخصیص منابع سیستم.. 33

2-1-21-    کاربردهای کلاسیک…. 33

2-1-22-   مراقبت‌های سلامتی و پزشکی.. 34

2-1-23-    شبکه‌های قدرت الکتریکی (برق قدرت) 35

2-1-24-    جاده‌های هوشمند با خودروهای بدون سرنشین.. 35

2-1-25-    نظارت بر میادین جنگی.. 36

2-1-26-    داده‌های غیرقابل‌اعتماد. 37

2-1-27-    نیازمندی‌های پیچیده. 37

2-1-28-    آموزش بدون سرپرستی.. 38

2-1-29-    مقیاس بسیار وسیع. 38

2-1-30-    چالش هلی تحقیق در سیستم سایبر فیزیکی.. 38

2-1-31-    سیستم‌های ترکیبی و کنترلی.. 39

2-1-32-    شبکه‌های موبایل و حسگر. 39

2-1-33-    استحکام، اطمینان، ایمنی و امنیت… 39

2-1-34-    تجرید. 39

2-1-35-    توسعه بر پایه مدل. 39

2-1-36-    معتبر سازی، تصدیق.. 40

2-1-37-    نتیجه‌گیری سیستم سایبر فیزیکی.. 40

2-2-1-     شبكه‌هاي بي‌سيم حسگر. 40

2-2-2-   مقدمه شبکه حسگر بي‌سيم.. 40

2-2-3-     تاریخچه شبکه‌های حسگر. 42

2-2-4-   ساختار كلي شبكه حسگر بی‌سیم.. 42

2-2-5-   ساختمان گره. 45

2-2-6-   ویژگی‌ها 46

2-2-7-   ويژگي‌هاي عمومي يك شبكه حسگر. 46

2-2-8-   انواع مختلف حس‌گر. 48

2-2-9-     ساختار ارتباطي شبکه‌هاي حسگر. 49

2-2-10-    عامل‌های طراحي.. 49

2-2-11-   تحمل خرابي.. 50

2-2-12-   قابليت گسترش… 50

2-2-13-    توپولوژي.. 50

2-2-14-    تنگناهاي سخت‌افزاري.. 51

2-2-15-    قابليت اطمينان. 51

2-2-16-    مقیاس‌پذیری.. 51

2-2-17-    هزينه توليد. 52

2-2-18-    رسانه ارتباطي.. 52

2-2-19-    توان مصرفي گره‌ها 52

2-2-20-    ارتباط بلادرنگ و هماهنگي.. 53

2-2-21-    امنيت و مداخلات… 53

2-2-22-    عوامل پیش‌بینی‌نشده. 54

2-2-23-   خصوصیات کلی شبکه حسگر بی‌سیم.. 54

2-3-1-   رهگیری هدف‌های ﻣﺘﺤﺮك…. 55

2-3-2-     ‫شرح مسئله در شبکه‌های حسگر بی‌سیم  .. 57

2-3-3-   دسته‌بندی روش‌های رهگیری.. 59

2-3-4-   ﻛﻴﻔﻴﺖ رهگیری و ﻋﻮاﻣﻞ ﻣﺆﺛﺮ ﺑﺮ طراحی شبکه حسگر. 61

2-4-1-   پیشینه تحقیق در رهگیری اهداف… 62

2-4-2-   روش اینتروماین.. 68

فصل سوم. 71

تعریف مسئله رهگیری در شبکه حسگر. 71

الگوریتم رتبه‌بندی سرگروه‌ها 76

الگوریتم: رتبه‌بندی سرگروه‌ها 80

1-   مزایای الگوریتم رتبه‌بندی سرگروه‌ها 82

2-   معایب الگوریتم رتبه‌بندی سرگروه‌ها 83

فصل چهارم. 84

نتایج شبیه‌سازی و مقایسه با دیگر روش‌ها 84

محیط آزمایش…. 85

مرتبه زمانی.. 85

الگوریتم رتبه‌بندی سرگروه‌ها 85

الگوریتم اینتروماین.. 85

دقت الگوریتم.. 86

فصل پنجم.. 88

نتیجه‌گیری و کارهای آینده. 88

فهرست مراجع : 89

فهرست جداول

 جدول 2-1: روش های رهگریری هدف برپایه امنیت در آنها 27

جدول 3-1: لیست علائم.. 74

فهرست شکل ها

شکل 2-1: لایه‌های سیستم سایبر فیزیکی.. 17

شکل 2-2 : کلاس بندی سنتی روش های رهگیری هدف… 20

شکل 2-3 : کلاس بندی امنیتی روش های رهگیری هدف… 21

شکل 2-4: نمایی بر پایه کلاستر در شبکه حسگر بیسیم.. 27

شکل 2-5: مثال تجرید در یک جریان طراحی.. 31

شکل 2-6: سیستم سایبر فیزیکی در اتاق عمل.. 34

شکل 2-7: سیستم سایبر فیزیکی در شبکه‌بندی قدرت الکتریکی.. 35

شکل 2-8: سیستم سایبر فیزیکی در جاده هوشمند و خودروهای بدون سرنشین.. 36

شکل 2-9: چارچوب کاری سیستم سایبر فیزیکی در میادین جنگی.. 37

شکل ۲-10: یک حسگر طراحی‌‌شده برای شبکه‌های WSN که به‌اندازه یک سکه است. 41

شکل ۲-11: رخداد نگاری شبکه حسگر. 42

شکل 2-12: ساختار كلي شبكه حس/كار. 44

شکل 2-13:  ساختار خودكار. 44

شکل 2-14:  ساختار نيمه خودكار. 45

شکل 2-15: ساختمان داخلی گره حسگر/کار انداز. 46

شکل 2-16: الف) حفره پوششی، ب) استفاده از حسگري اضافي (با ناحيه پوششی پررنگ) جهت حذف حفره پوششي   48

شکل 2-17: مختلف حسگرها : حسگر ترکیبی/ حسگر محدودشده/ حسگر فاصله‌ای/ حسگر مشترک…. 48

شکل 2-18:  ساختار متداول يک شبکه حسگري.. 49

شکل 2-19 ﺗﻨﺎﻇﺮ ﺑﻴﻦ ﻳﻚ ﺳﻴﺴﺘﻢ رهگیری ﻫﺪف ﺑﺎ ﭘﺸﺘﻪ ﭘﺮوﺗﻜﻞ شبکه‌های ﺣﺴﮕﺮ بی‌سیم، الگوریتم‌های رهگیری شبکه‌ای در ﻣﺴﺘﻄﻴﻞ ﭘﺮرﻧﮓ ﻗﺮار دارﻧﺪ[116]. 59

‫شکل 2-20 دسته‌بندی روش‌های رهگیری شبکه‌ای در شبکه‌های ﺣﺴﮕﺮ بی‌سیم 60

‫شکل 2-21 ‫ ﺳﻨﺎرﻳﻮﻫﺎ و مشخصه‌های ﻛﺎرﺑﺮد در شبکه‌های ﺣﺴﮕﺮ بی‌سیم ﺑﺮاي رهگیری    62

شکل 3-1: نمونه‌ای از شبکه حسگر بی‌سیم شامل 50 گره حسگر. 72

شکل 3-2: شعاع حسگری گره‌ها و نمایش شعاع تحت پوشش هدف… 76

شکل3-3: نمونه‌ای از شبکه حسگر بی‌سیم که در آن سر گروه ها مشخص شده اند. 77

شکل3-4: تعیین گراف پایه برای سرگروه ها بر اساس شعاع حسگری گره‌ها 78

شکل 3-5 نتیجه نهایی الگوریتم که مشخص‌کننده هدف است را نمایش می‌دهد. 82

شکل 3-6: اشتباه در شناسایی هدف… 83

شکل 4-1 مقایسه زمانی الگوریتم‌ها 86

شکل 4-2 مقایسه دقت در الگوریتم‌ها

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo