عنوان پایان‌نامه
یک پروتکل انتقال داده دوزیست با کاربرد در شبکه های حسگر بی سیم بدن
- رشته تحصیلی
- مهندسی فناوری اطلاعات پزشکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 502;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77938;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 502;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77938
- تاریخ دفاع
- ۰۷ مهر ۱۳۹۵
- دانشجو
- نوشین نافعی
- استاد راهنما
- مهدی تیموری, محمد خوانساری
- چکیده
- شبکه های حسگر پوشیدنی یکی از انواع شبکه های حسگر بی سیم بدن است که در آن گره های حسگر بر روی بدن فرد قرار داده می شوند. این شبکه ها دارای کابردهایی در زمینه مراقبت های بهداشتی، سلامت و ورزش می باشند، از این رو دستیابی به قابلیت اطمینان و تضمین کیفیت اطلاعات در آن ها از اهمیت ویژه ای برخودار می باشد. در سامانه های پوشیدنی طراحی شده برای پایش کیفیت تمرینات ورزشی ، معمولاَ هدف رصد دقیق عملکرد ورزشکار در هنگام آموزش، کنترل پیوسته نحوه انجام حرکات، مدل سازی رفتار و ارائه بازخورد مناسب به وی است. بنابراین در این سامانه ها نتایج ارزیابی بسیار تحت تاثیر کیفیت اطلاعات دریافت شده در مقصد قرار دارد، این امر ورزش-های آبی نظیر شنا را از سایر ورزش ها متمایز می سازد. دستیابی به قابلیت اطمینان و تضمین کیفیت اطلاعات دریافتی در شبکه های حسگر پوشیدنی طراحی شده برای کاربردهایی مانند شنا که در آن رسانه انتقال به صورت پیوسته از هوا به آب و بالعکس تغییر می نماید، علاوه بر چالش های سایر شبکه های حسگر پوشیدنی نظیر مجاورت با بدن انسان و موانع محیط، نیازمند در نظر گرفتن چالش پایدار نگاه داشتن اتصالات بین دو رسانه هوا و آب نیز می باشد. این شبکه ها را به دلیل نیاز به برقراری ارتباط بین رسانه انتقال متفاوت، اصطلاحاَ شبکه دوزیست می-نامیم. در شبکه دوزیست انتقال داده مطمئن بسیار تحت تاثیر خصوصیات فیزیکی رسانه انتقال قرار دارد. برقراری ارتباطات رادیویی بین دو محیط ممکن است منجر به ناپایداری اتصالات بین گره ها و قطعی موقت ارتباطات گردد. علاوه بر این میزان تضعیف بالا در رسانه انتقال، افزایش خطا در داده های دریافتی در مقصد و در نتیجه از دست رفتن اطلاعات را در پی خواهد داشت. از این رو در این پایان نامه ابتدا خصوصیات فیزیکی محیط و پدیده های انتشار امواج در شبکه دوزیست مورد تحلیل قرار گرفته و پارامترهای مؤثر برای دستیابی به قابلیت اطمینان تعیین می گردد. سپس با توجه به تاثیرات پدیده های مذکور در لایه فیزیکی و به منظور اعمال تمهیدات لازم در لایه های بالاتر شبکه یک مدل کانال مبتنی بر تلفات مسیر ارائه خواهد شد. در نهایت با توجه به نیازمندی های شبکه دوزیست یک پروتکل انتقال داده به نام PSPC ارائه شده است که با بکارگیری سازوکاری برای تخمین وضعیت کانال، امکان اعمال تنظیمات تطبیقی در زیرلایه کنترل پیوند را با تغییر وضعیت کانال ارتباطی میسر می سازد. نتایج بدست آمده از پیاده سازی و ارزیابی عملکرد این پروتکل در شبکه دوزیست حاکی از این است که پروتکل PSPC، ضمن حفظ کارایی انرژی شبکه در سطح مطلوب، امکان انتقال داده مطمئن را با دستیابی به معیار بهره-وری عملیاتی فراهم می آورد. کلمات کلیدی: شبکه های حسگر دوزیست ، کنترل پیوند ، قابلیت اطمینان و اتصال پایدار .
- Abstract
- Achievement of reliability and quality of information in Wireless Body Area Networks applications is very critical. Wearable sensor networks as a type of the On-body Wireless Body Area Networks, has many applications in areas of healthcare, health monitoring and sports. All of systems is designed for sports aim to detecte and model the movements of an athlete's behavior. Hence the evaluation results are very impressed by the quality of the information received at the destination, thus aquatic sports such as swimming distinct from other sports. Guarantee the quality of information in the wearable sensing networks designed for aquatic sports such as swimming where the network transfer media continuously changes from air-to-water and vice versa, in addition to the challenges of other wearable sensing networks, such as the vicinity of the human body and the environment obstacles, need to consider the challenge of keeping a stable connectivity between the two media, air and water as well. For these networks because of needs of communication between two different medium, called them Amphibian networks. In this networks highly reliable data transfer is influenced by the physical properties of the transmission medium. Radio communications in lossy media such as water may lead to instability of the joints between the nodes and the interim communications. In addition to this challenges, increase the bit error in the received data can be lead to a great loss of information at the receiver. In this thesis first physical environment characteristics and waves propagation phenomena in amphibian networks are being analyzed and with respect to the results a path loss-based channel model for this network being introduced. Finally in this regard, according to the requirements of the amphibian network, a data transfer protocol so called PSPC provided, that by using a mechanism to channel quality estimation, makes possible the optimal setting in the following link control layer with changing the channel state. The results obtained from the implementation and evaluation of the performance of this protocol in the amphibian network shows that PSPC protocol, while maintaining the energy efficiency of network at optimal level, increase the possibility of the reliable data transfer leads to throughput efficiency in network. Keywords: Amphibian networks, link control, reliability and connectivity.
