%36تخفیف

دانلود پروژه: طراحی و تحلیل الگوریتم های مسیر یابی هوشمند در  شبکه های حسگر بیسیم

تعداد 90 صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد رشته کامپیوترگرايش هوش مصنوعی

طراحی و تحلیل الگوریتم های مسیر یابی هوشمند در

 شبکه های حسگر بیسیم

 

چکیده

با رشد علم و فناوری و طراحی محیط‌های هوشمند توسعه یافته نیاز به رصد محیط و گزارش رفتار محیط امری ضروری و غیر قابل انکار است. شبکه‌های حس‌گر بی‌سیم به‌منظور سهولت در رصد یک محیط و جمع‌آوری گزارش از رفتار محیط و تغییرات آن طراحی شدند. امروزه این شبکه‌ها به‌دلیل استقبالی که از آنان شده است با افزایش کاربرد مواجه شده‌اند. در کنار رشد استفاده از این شبکه‌ها، مشکلاتی نظیر طراحی پروتکل انتقال داده و تعریف استانداردهایی برای انتقال داده نیز تعریف شده است. یکی از مهم‌ترین چالش‌های موجود در شبکه‌های حس‌گر بی‌سیم، افزایش طول عمر شبکه و کاهش مصرف انرژی با استفاده از مسیریابی بهینه می باشد. از این‌رو محققین روش‌های زیادی برای حل مشکل کاهش مصرف انرژی  و مسیریابی داده را مطرح کرده‌اند. در این بین هیچ روشی بی ‌نقص نبوده  و هیچ‌کدام از روش‌ها البته در تمامی شرایط ایده‌آل نبوده‌اند.یکی از روش‌هایی که در این بین مطرح شده است روش فشار- بازگشتی است. این روش به دلیل رفتار محلی دارای محاسبات کم و هزینه قابل قبولی در مسیریابی است. متاسفانه این روش مانند هر روش دیگر دارای ضعف‌هایی است. روش فشار- بازگشتی به‌دلیل رفتار محلی که دارد از بهینگی سراسری برخوردار نیست. در این مستند روشی بر پایه روش فشار- بازگشتی و تصمیم گیری فازی ارائه شده است که بر اساس ارزش هر مسیر به انتخاب مسیر مناسب می پردازد. نتایج حاصل از پیاده‌سازی روش پیشنهادی و مقایسه نتایج، برای شبکه هایی با سنسور های ثابت حدود 6 درصد افزایش طول عمر و برای شبکه هایی با سنسور های متحرک حدود 92 درصد افزایش طول عمر را نشان می دهد.

 

واژگان کلیدی: شبکه، بیسیم، حسگر، مسیر یابی، هوشمند

 

فهرست مطالب

فصل اول(مقدمه) 11

1-1-پیشگفتار. 12

1-2-توپولوژی شبکه. 12

1-3-مسیریابی.. 13

1-4- کاربردها : 15

1-4-1-نظارت بر منطقه: 15

1-4-2-نظارت بر بهداشت و درمان: 15

1-4-3-نظارت بر آلودگی هوا: 15

1-4-4-تشخیص آتش‌سوزی جنگل: 15

1-4-5-تشخیص زمین لرزه و رانش زمین: 15

1-4-6-نظارت بر کیفیت آب: 16

1-4-7-پیش‌گیری از فاجعه طبیعی: 16

1-4-8-نظارت بر سلامت ماشین آلات: 16

1-4-9-ورود به سیستم داده‌ها: 16

1-4-10-نظارت بر آب و فاضلاب: 16

1-5-مشخصه‌ها: 17

1-6-سیستم‌ عامل‌ها: 17

1-7- سخت افزار: 19

1-8-نرم افزار: 19

1-9- نتیجه‌گیری.. 20

فصل دوم(بررسی روش های موجود) 21

2-1-مقدمه. 22

2-2- مسیریابی با استفاده از شبکه عصبی.. 22

2-2-1-  نقشه خود سازمان ده (SOM ) 22

2-2-2- تشكيل SOM… 25

2-3- مسیر یابی با استفاده از ازدحام هوشمند. 27

2-3-1- پروتكل اكتساب داده: SIMPLE.. 27

2-3-2- تعريف پروتكل.. 28

2-3-3- مدل تبليغات محدود. 30

2-3-4- تنومندي SIMPLE.. 34

2-3-5-  عملكرد در شرايط چند سينك…. 34

2-3-6-  مسائل گوناگون. 35

2-4- مسیر بابی با استفاده از روش نقش محور و تصمیم گیری فازی.. 35

2-4-1-طرح پيشنهادي براي مسيريابي.. 35

2-4-2- روش نقش محور. 36

2-4-3- اصول منطق فازي.. 41

2-5- مسیر یابی با استفاده از گراف آ-استار و تصمیم گیری فازی.. 44

2-5-1- روش مسيريابي پيشنهادي.. 44

2-5-2- پياده سازي الگوريتم آ-استار. 45

2-5-3- به كار گيري روش فازي.. 46

2-6- مسیریابی با استفاده از نظریه کلونی مورچه گان 49

2-6-1- الگوريتم AntSensNet. 49

2-6-2- ساختار مورچگان : 49

2-6-3- مدل صف بندي.. 50

2-6-4- جدول فرمون. 51

2-6-5- كشف مسير. 52

2-6-6- فاز نگهداري مسير: 57

2-6-7- فاز ارسال اطلاعات: 58

2-6-8- مورچه هاي اطلاعات يا DANTs: 58

2-7- نتیجه گیری.. 59

فصل سوم(بررسی روش پیشنهادی) 60

3-1-مقدمه. 61

3-2- روش مسیریابی فشار- بازگشتی.. 63

3-3-دلایل ضعف روش فشار بازگشتی و نیاز به طراحی روش جدید. 64

3-3-بررسی روش پیشنهادی.. 66

3-3-1- ساختار داخلی هر سنسور(گره) 66

3-3-2- انواع بسته های داده. 67

3-3-3- فاز تشخیص همسایگی.. 69

3-3-4- فاز مسیر یابی.. 70

3-3-5- ورودی های سیستم فازی.. 70

3-3-6- خروجی  سیستم فازی.. 73

3-3-7- قوانین فازی.. 73

3-4- نتیجه گیری.. 76

فصل چهارم(آزمایش) 77

4-1- مقدمه. 78

4-2- معیار های مختلف جهت مقایسه روش ها 79

4-2-1 طول عمر شبکه. 79

4-2-2- تعداد سنسورهای زنده در طول ارسال 2000000 بسته داده. 81

4-2-3- میانگین انرژی باقی مانده شبکه در طول ارسال 2000000 بسته داده. 82

4-2-4-  تعداد بسته های دریافت شده توسط سینک در ازای ارسال 2000000 بسته داده. 84

فصل پنجم(نتایج) 86

نتیجه گیری.. 86

فهرست منابع. 89

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست اشکال

شکل1-1  توپولوژی‌های مختلف شبکه‌های حسگر بیسیم. 13

شکل 2-1 ساختار شبکه خود سازمان ده 22

شکل 2-2 تابع برنده شدن نرون ها 24

شكل2-3   استفاده از كنشگر ازدحام  براي به روز رساني مسير ماكزيمم-مينيمم. 27

شكل2-4  انتشار پيشرو و پيرو. 28

شكل 2-5 سناريو 1: جابجايي سينك تاثير كمتري روي گره هاي دورتر دارد. 31

شكل2-6 تغيير فاز سازمان دهي NORA.. 38

شكل2-7 دياگرام ارزيابي اطلاعات TSK و ممداني.. 41

شکل 2-8 تعداد پرش… 42

شکل 2-9 میزان انرژی.. 43

شکل 2-10 توابع عضویت خروجی.. 43

شکل 2-11 قوانین فازی.. 44

شكل 2-12 ساختار فازي با دو ورودي و يك خروجي.. 46

شكل2-13 توابع عضويت براي ورودي ها و خروجي.. 47

شکل 2-14 قوانین فازی.. 48

شکل 2-16 نحوه صف بندی.. 51

شکل 2-17 جدول فرمون. 52

شکل3-1 انتخاب مسیر در روش فشار-  بازگشتی.. 64

شکل 3-2   فلوچارت کاری فاز تشخیص همسایگی.. 69

شکل 3-3  ساختار سیستم فازی.. 70

شکل 3-4 توابع عضویت برای ورودی انرژی.. 70

شکل 3-5    توابع عضویت برای صف های ورودی.. 71

شکل 3-6    توابع عضویت برای ورودی زمان. 71

شکل 3-7    توابع عضویت برای ورودی تعداد همسایه. 72

شکل 3-8     توابع عضویت برای ورودی فاصله از سینک… 72

شکل 4-1 مشخصات شبیه سازی.. 78

شکل 4-2 نحوه قرارگیری اولیه سنسور ها در محیط شبیه سازی.. 79

شکل 4-3  طول عمر شبکه با سنسورهای ثابت… 80

شکل 4-4 طول عمر شبکه با سنسور های متحرک.. 80

شکل 4-5 تعداد سنسورهای زنده در ازای بسته ارسال شده برای سنسورهای ثابت… 81

شکل 4-6  تعداد سنسورهای زنده در ازای  بسته ارسال شده برای سنسورهای متحرک.. 82

شکل 4-7  میانگین انرژی باقیمانده به ازای بسته ارسال شده برای سنسور های ثابت… 83

شکل 4-8 میانگین انرژی باقیمانده به ازای بسته ارسال شده برای سنسور های متحرک.. 83

شکل 4-9 تعداد بسته های دریافت شده توسط سینک برای سنسور های ثابت… 84

شکل 4-10 تعداد بسته دریافت شده توسط سینک برای سنسورهای متحرک.. 85

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