عنوان پایان‌نامه
تکنیک های تحمل پذیر در برابر خطا و توان پایین در شبکه های حسگر بی سیم
- رشته تحصیلی
- مهندسی کامپیوتر-معماری کامپیوتر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1976;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 50264
- تاریخ دفاع
- ۱۰ مهر ۱۳۹۰
- دانشجو
- رامیار سعیدی
- استاد راهنما
- علی افضلی کوشا
- چکیده
- شبکه¬های حس¬گر بی¬سیم زیر مجموعه¬ای از شبکه¬های بی¬سیم اقتضایی هستند که دارای نیازهای خاص خود می¬باشند. از ویژگی¬های این شبکه¬ها می¬توان به تعداد زیاد نود¬ها، چگالی بالای شبکه، متغیر بودن همبندی شبکه، توان محدود مصرفی و پردازشی نودها و نامساعد بودن محیط پخش نودها اشاره کرد. با توجه به خصوصیاتی که برای این شبکه¬ها بیان شد، نیاز اصلی این شبکه-ها، توان مصرفی پایین و تحمل¬پذیر بودن خطا می¬باشد. از آنجایی که در بسیاری از کاربردها، حس-گرها در محیط¬های دورافتاده، ناامن، جنگلی و بیابانی قرار می¬گیرند، جایگذاری دوباره¬ی حس¬گرها غیرممکن یا بسیار دشوار خواهد بود. در این پژوهش با بررسی روش¬ها و الگوریتم¬های مختلف کنترل¬همبندی، به اهمیت این روش¬ها در افزایش طول عمر شبکه، کاهش توان مصرفی و قابلیت اطمینان این روش¬ها در برابر خطا پرداخته شده است. درابتدا مدلی مبتنی بر روش¬های بهینه¬سازی کولونی مورچه¬ها و شبکه¬ی عصبی هاپفیلد برای خوشه¬بندی پیشنهاد شده است. در این مدل با در نظر گرفتن ویژگی نودهای شبکه و همچنین نیازمندی¬های مورد نظر شبکه، سعی در خوشه¬بندی شبکه به صورت بهینه شده است. تعداد سرخوشه¬های انتخاب شده نسبت به روش¬های قبلی کاهش قابل توجهی داشته است. در ادامه به بررسی روش¬هایی که مسئله¬ی k-اتصال بودن در شبکه¬های حس¬گر را دنبال می-کنند، پرداخته شده است. در نهایت، با در نظر گرفتن نیازمندی¬های الگوریتم¬های مسیریابی، الگوریتمی برای تحمل¬پذیری خطا برای کنترل همبندی شبکه¬های حس¬گر بی¬سیم پیشنهاد شده است. این الگوریتم با حفظ k-اتصال بودن شبکه، متعادل بودن بار برای نودهای شبکه را در نظر گرفته است. برای این کار، توان ارسال نودهای شبکه بر اساس بار آنها در شبکه مقداردهی شده است. نتایج شبیه¬سازی نشان داده است که الگوریتم پیشنهادی طول عمر شبکه را افزایش می¬دهد.
- Abstract
- Wireless sensor networks are a subset of wireless ad hoc networks with specific needs. High density, large number of nodes, dynamic topology, limited power and processing resources, and harsh environments are sensor networks characteristics. According to that, the main requisiteness of these networks is low power consumption, and fault tolerance. In more applications, sensors are deployed in unhandy, insecure, and harsh environments. Therefore, usually redeployment of sensors is impossible or difficult. In this research, we study methods and algorithms of topology controls, and scrutinize their importance on increasing network lifetime, decreasing power consumption, and their reliability against faults. At first, we introduce a model based on ant colony optimization and Hopfield neural networks for clustering of wireless sensor networks. In this model, the goal is finding optimal clusters based on network requisiteness and node’s capabilities. Results show remarkable decreasing in the number of cluster heads. Furthermore, we investigate the k-connectivity problem in wireless sensor networks. At the end, by considering routing algorithms necessities, we propose a fault tolerant topology control algorithm for wireless sensor networks. This algorithm considers both k-connectivity and load balance of network. For this purpose, nodes’ transmission range is assigned based on their loads in the network. Simulation results show that proposed algorithm improves the network’s lifetime and preserves the desirednetworkconnectivity.
