موضوع پروژه: سمینار مکان یابی در شبکه های سنسور(حسگر) بی سیم، کارشناسی ارشد کامپیوتر

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات فایل: 58

بهمراه اسلاید های پاور پوینت برای ارائه در 30 اسلاید

فهرست مطالب
چکیده ………………………………………………………………………………………………………………………………………..9
فصل 1
مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………11
فصل 2
2.1 شرح مسئله ……………………………………………………………………………………………………………………..16
2.2 اصل اندازه گیری RSSI……………………………………………………………………………………………………17
فصل 3
کارهای مربوطه………………………………………………………………………………………………………………………..18
3.1 پیشنهادهای مختلف برای مدیریت شبکه و کنترل……………………………………………………………………20
3.1.1 مکان یابی متمرکز…………………………………………………………………………………………………………20
3.1.2 مکان یابی توزیع شده……………………………………………………………………………………………………20
3.1.2.1 الگوریتم های توزیع شده مبتنی بر چراغ هدایت………………………………………………………..20
3.1.2.2 الگوریتم های توزیع شده مبتنی بر آرامش…………………………………………………………………20
3.1.2.3 الگوریتم های توزیع شده مبتنی بر بخیه دستگاه مختصات…………………………………………..20
3.1.2.4 الگوریتم های مکان یابی ترکیبی………………………………………………………………………………21
3.1.2.5 مکان یابی مبتنی بر تداخل سنجی محدوده………………………………………………………………..21
3.1.2.6 انتشار خطا ی مکان یابی آگاه………………………………………………………………………………….21
فصل 4
روش های کشف مکان های مختلف………………………………………………………………………………………….22
4.1. مکان یابی متمرکز………………………………………………………………………………………………………………..24
4.1.1. MDS-MAP……………………………………………………………………………………………………………….24
4.1.2.مشخص کردن محل گره بر اساس شبیه سازی بازپخت………………………………………………………..25
4.1.3 روش مکان یابی متمرکز مبتنی بر RSSI…………………………………………………………………………….27
4.2 مکان یابی توزیع شده……………………………………………………………………………………………………………28
4.2.1.مکان یابی توزیع شده مبتنی بر چراغ هدایت………………………………………………………………………28
4.2.1.1.انتشار……………………………………………………………………………………………………………………28
4.2.1.2.جعبه محدود کننده…………………………………………………………………………………………………29
4.2.1.2.1 Multilateration مشارکتی……………………………………………………………………………..29
4.2.1.2.2 تعیین محل گره با فرض ناحیه ی مربع شکل……………………………………………………..29
4.2.1.3 شیب(گرادیان) ……………………………………………………………………………………………………….30
4.2.2 الگوریتم توزیع شده مبتنی بر آرامش ………………………………………………………………………………….32
4.2.2.1 مدل بهار…………………………………………………………………………………………………………………32
4.2.2.2 روش محدوده مشترک……………………………………………………………………………………………..34
4.2.3 سیستم مختصات دوخت(بخیه ) ………………………………………………………………………………………..35
4.2.3.1 روش مبتنی بر خوشه…………………………………………………………………………………………………36
4.2.3.2 ساخت سیستم مختصات عمومی…………………………………………………………………………………37 4.2.4 مکان یابی ترکیبی……………………………………………………………………………………………………………….39
4.2.4.1 طرح مکان یابی متشکل از MDS و PDS……………………………………………………………………39
4.2.4.2 تعیین موقعیت مطلق- نسبی ترکیب ساده (SHARP) ……………………………………………………40
4.2.5 مکان یابی بر اساس تداخل محدوده………………………………………………………………………………….41
4.2.6 انتشار خطای آگاه در مکان یابی ………………………………………………………………………………………42
فصل 5
مکان یابی شبکه های حسگر بیسیم با تجزیه و تحلیل مصرف انرژی و ارتباطات………………………………43
راه حل پیشنهادی……………………………………………………………………………………………………………………..44
5.1جمعیت اتصال مجازی………………………………………………………………………………………………………..44
5.2 مکان یابی با استفاده از لینک های مجازی………………………………………………………………………………45
5.3 مکان یابی میان دو گره………………………………………………………………………………………………………..45
5.4 تجزیه و تحلیل عملکرد………………………………………………………………………………………………………47
5.5 خطای مکان یابی در مقابل تکرار………………………………………………………………………………………….49
5.6 در مقابل خطای فاصله………………………………………………………………………………………………………..49
5.7 تجزیه و تحلیل مصرف انرژی وهزینه ارتباطات……………………………………………………………………..50
5.8 خلاصه ای از طرح های پیشنهادی………………………………………………………………………………………..51
فصل 5
مشکلات باز……………………………………………………… …………………………………………………………………….52
منابع…………………………………………………………………. …………………………………………………………………….55

فهرست اشکال
شکل 3.1. طبقه بندی از پیشنهادات مختلف برای مکان یابی در WSN…………………………………………….21
شکل4.1.تکنیک های مکان یابی ………………………………………………………………………………………………..24
شکل 4.2. تصویرسازی از ابهام فلیپ…………………………………………………………………………………………….27
شکل4.3. خطا در ماتریس فاصله تعداد گام در وجود مانع……………………………………………………………….32
شکل4.4 ابهام فلیپ وفلکس ناپیوسته…………………………………………………………………………………………….35
شکل 4.5. توپولوژی شبکه با فاصله های گره میانی بین گره ها………………………………………………………..37
شکل4.6 ماتریس فاصله گره و همپوشانی نقشه های محلی………………………………………………………………38
شکل 4.7.نقشه اولیه……………………………………………………………………………………………………………………38
شکل 5.1. تعیین منطقه امکان سنجی……………………………………………………………………………………………..44
شکل 5.2 تعیین منطقه ناشناخته…………………………………………………………………………………………………..45
شکل 5.3 کاهش منطقه امکان سنجی…………………………………………………………………………………………….45
شکل 5.4 کاهش منطقه امکان سنجی…………………………………………………………………………………………….46
شکل 5.5 مناطق نهایی…………………………………………….. ………………………………………………………………..46
شکل 5.6 سناریو استقرار……………………………………………………………………………………………………………..47
شکل 5.7 مناطق امکان پذیر گره های ناشناخته بعد از 3تکرار…………………………………………………………..48
شکل 5.8 تخمین زده شده “قرمز” در مقابل مکان های واقعی “سبز” ………………………………………………48
شکل 5.9 میانگین خطای مکان یابی در هر تکرار……………………………………………………………………………49
جدول5.10 ارتباط بین خطا ی تعیین محل در مقابل خطا ی محدوده……………………………………………….49

چکیده
مشابه اکثر توسعه های فنی،شبکه های سنسور بی سیم از نیازهای نظامی ناشی شده اند و کاربرد غیر نظامی یافته اند.امروزه شبکه های سنسور بی سیم،تکنولوژی کلیدی برای انواع مختلف محیط های هوشمند گشته اند و تلاشهای تحقیقاتی زیادی هم اکنون برای فراهم سازی کاربرد شبکه های سنسور بی سیم برای محدوده وسیعی از مسائل صنعتی صورت می گیرند.
پیشرفت های اخیر در رادیو و سیستم های تعبیه شده، گسترش شبکه های حسگر بی سیم را فعال میکند. شبکه های حسگر بی سیم در محیط های مختلف برای انجام وظایف نظارتی مختلف از جمله جستجو، نجات، امداد رسانی،ردیابی هدف و تعدادی از وظایف در محیط های فوق العاده هوشمند استفاده می شوند. در بسیاری از این وظایف، گره تعیین محل ذاتا یکی از پارامترهای سیستم است. تعیین محل گره نیاز به گزارش منشاء حوادث، کمک به گروه پرس و جو از سنسورها، مسیریابی و پاسخ به سوالات در پوشش شبکه دارد. بنابراین، یکی از چالش های اساسی در شبکه های حسگر بی سیم مکان یابی گره است.
مکان یابی زمانی مهم میباشد که عدم قطعیت در مورد برخی از دستگاه های ثابت یا سیار وجود داشته باشد.یک مثال در نظارت رطوبت و دما در جنگل ها و یا کشتزارها می باشد.جائیکه هزاران سنسور توسط یک هواپیما گسترده می شوند و به اپراتور امکان کمی برای تاثیر گذاری روی موقعیت دقیق هر گره می دهند. بنابراین الگوریتم مکان یابی موثر میتواند از همه اطلاعات قابل دستیابی بدست آمده از گره های حسگر بی سیم برای تشخیص موقعیت دستگاههای منحصر بفرد استفاده کند.
در شبکه های حسگر بی سیم،نیازهای زمان واقعی الگوریتم مکان یابی برای حرکت سریع گره ها خیلی بیشتر است.این مقاله یک مکان یابی خود وفق برای گره های سیار در شبکه های حسگر بی سیم معرفی می کند. اصول الگوریتم به طور عمده ارائه شده است[3].
تعیین محل گره یکی از مشکل های اساسی در شبکه های حسگر بی سیم است. از آنجا که سیگنال RF توسط محیط زیست تحت تاثیر قرار می گیرند، فاصله دقیق میان گره ها نمی تواند توسط اندازه گیری RSSI بدست بیاید. پارامترهای مدل اندازه گیری توسط گره های لنگر تعیین میشوند، و بیشتر داده های اندازه گیری را اصلاح میکند،که می تواند خطای اندازه گیری را کاهش دهد. بهبود اندازه گیری RSSI می تواند دقت مکان یابی گرههای ناشناخته را بهبود بخشد[1].
شاخص قدرت دریافت سیگنال (RSSI) نیاز به هیچ سخت افزار اضافی برای اندازه گیری از راه دور ندارد. در اینجا فرض می کنیم که RSSI بر اساس روش تخمین از راه دور برخی از خطاها به علت خوانش RSSI نویزی باشد.الگوریتم مکان یابی در اینجا خطای بوجود آمده و wsnمحلی را در سه مرحله حساب میکند. با توجه به این خطا در فاصله،گره های همسایه سه گره لنگر منطقه عدم اطمینان خود را با کمی دقت و تبدیل به لینک مجازی تعیین میکند.این گرهها به سایر گرهها در شبکه در تعیین منطقه خود کمک میکنند .[2]
در این مقاله به بررسی روش های مختلف کشف تعیین محل گره در شبکه های حسگر بی سیم می پردازیم. مروری بر طرح پیشنهاد شده توسط محققان مختلف برای بهبود مکان یابی در شبکه های حسگر بی سیم نیز ارائه شده است. جهت تحقیقات آینده و چالش برای بهبود تعیین محل گره در شبکه های حسگر بی سیم مواردی مورد بحث قرار گرفته است[4].