عنوان پایان‌نامه
بررسی و بهینه سازی الگوریتمهای همزمانی و زمانبندی در شبکه سنسورهای بی سیم
- رشته تحصیلی
- مهندسی کامپیوتر-معماری کامپیوتر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1577;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 41306;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 1577
- تاریخ دفاع
- ۱۱ اسفند ۱۳۸۷
- دانشجو
- داود عامریون
- استاد راهنما
- سیامک محمدی
- چکیده
- نودهای حسگر در شبکه های حسگر بی سیم بطور عمده با باتری کار می کنند. تعویض باتری در این شبکه ها سخت و گاهی غیر ممکن است. از این رو ابداع و ارائه روشهایی که باعث کاهش مصرف توان در هر یک از بخش های شبکه حسگر ها شود مفید خواهد بود. قسمت عمده توان در بخش رادیویی مصرف می شود. مصرف در این بخش بیشتر در رابطه با لایه MAC حسگر می باشد. همچنین همگام سازی شبکه نیز از طریق ارسال رادیویی انجام می شود. در این پایان نامه روشهایی ابداع و پیشنهاد شده است که با انجام آنها نه تنها مصرف انرژی در هر نود بطور چشم گیری کاهش پیدا می کند بلکه تاخیر ارسال بسته ها یا Latancy نیز در حد قابل قبولی کم خواهد بود. ایده ارائه شده بر اساس تخصیص شکاف زمانی عمل می کند. در اینجا اولویت تخصیص شکاف زمان بر اساس فاصله هر نود با نود مرکزی است. منظور از فاصله، تعداد گام (hop) هایی است که هر بسته باید طی کند تا به نود مرکزی برسد. برای اینکه همه بسته ها در ترافیک بالا در یک سیکل زمانی یا فریم به نود مرکزی برسند، مکانیزمی طراحی شده است تا ساب فریم های بیشتری را در یک فریم ایجاد کند. اینکار برای مناطقی که بسته هایشان هنوز کاملا تخلیه نشده است آنقدر تکرار میشود تا کلیه بسته ها ارسال شوند. در ارتباط با این روشِ زمانبندی روشی هم برای همگام سازی ارائه شده است که در جهت عکس بسته های همگام ساز را به نود های شبکه ارسال میکند. برای بررسی روشهای ابداعی، ما برنامه ای را بنام SenSimu نوشته و توسعه دادیم. در پایان روشهای پیشنهادی را با پروتکل معروف S-MAC توسط برنامه شبیه SenSimu مقایسه کردیم. نتیجه پایانی اینکه روش ما در مقایسه با S-MAC تا نوزده برابر انرژی مصرفی را کاهش داد در عین حال تاخیر ارسال در حد مینیمم بود. بعبارت دیگر طول عمر شبکه خواهد بود
- Abstract
- A wireless sensor network (WSN) consists of many tiny cheap devices, powered by ordinary batteries, and usually operates unattended for whole of its life time. Battery replacement in these networks usually is impossible or is not economical. Therefore energy conservation is very essential. The main amount of energy consumed in radio section and medium access control (MAC) layer is responsible to do this conservation. Synchronization is also accomplished using radio broadcasting. In this MS thesis we propose innovative methods that not only increase network lifetime but also maintain minimum end-to-end latency. The proposed method is based on some sort of TDMA using timeslots. Timeslot assignment is based on node distance from central node. Nodes with higher hop numbers (farther from central node) get timeslots first. In order to transfer all generated data packets in the same frame, a mechanism is proposed to generate additional subframes. These subframes are locally generated to exhaust all data packets in one frame. Another similar method is used to perform network synchronization by broadcasting from the central node. A full network simulator named SenSimu has been developed to exercise and verify these approaches. Our method is compared to S-MAC through some simulations. Analysis and simulation results show that our proposed method has about 19 times longer lifetime than S-MAC’s while maintaining minimum end-to-end latency.
