پایان نامه طراحی و مدل سازی شبکه های حسگر بی سیم

مهندسی کامپیوتر

شبكه حسگر یا كارانداز (حس كار) شبكه اي است متشكل از تعداد زيادي گره كوچك بوجود آمده است. در هر گره تعدادي حسگر و يا كارانداز وجود دارد. شبكه حس كار بشدت با محيط فيزيكي تعامل دارد. از طريق حسگرها اطلاعات محيط را گرفته و از طريق كار انداز ها واكنش نشان مي دهد. ارتباط بين گره ها به صورت بي سيم است. هرگره به طور مستقل و بدون دخالت انسان کار می کند و نوعاً از لحاظ فيزيكي بسيار كوچك است و دارای محدودیت هایی در قدرت پردازش، ظرفيت حافظه، منبع تغذيه و… می باشد.

اين محدوديت ها مشكلاتي را به وجود مي آورد كه منشأ بسياري از مباحث پژوهشي مطرح در اين زمينه است. اين شبكه از پشته پروتكلي شبكه هاي سنتي پيروي مي كند ولي به خاطر محدودیت ها و تفاوت هاي وابسته به كاربرد، پروتكل ها بايد باز نويسي شوند. اين مقاله ضمن معرفي شبكة حس كار و شرح ويژگي ها، محدوديت ها، كاربردها، ايده ها و چالش ها، به طرح موضوعات پژوهشي در اين زمينه مي پردازد.

پيشرفت هاي اخير در فناوري ساخت مدارات مجتمع در اندازه هاي كوچك از يك سو و توسعه فناوري ارتباطات بي سيم از سوي ديگر زمينه ساز طراحي شبكه هاي حس كار بي سيم شده است. تفاوت اساسی این شبکه ها ارتباط آن با محیط و پدیده های فیزیکی است شبکه های سنتی ارتباط بین انسان ها و پایگاه های اطلاعاتی را فراهم می کند در حالی که شبکه حس کار مستقیماً با جهان فیزیکی در ارتباط است.

با استفاده از حسگرها محیط فيزيكي را مشاهده کرده، براساس مشاهدات خود تصميم گيري نموده و عمليات مناسب را انجام می دهند. نام شبكه حس كار بي سيم يك نام عمومي است براي انواع مختلف كه به منظورهاي خاص طراحي مي شود. برخلاف شبكه هاي سنتي كه همه منظوره اند شبكه هاي حس كار نوعاً تك منظوره هستند. در صورتي كه گره ها توانايي حركت داشته باشند شبكه مي تواند گروهي از رباتهای کوچک در نظر گرفته شود كه با هم به صورت تيمي كار مي كنند و جهت مقصد خاصي مثلاً بازي فوتبال يا مبارزه با دشمن طراحي شده است.

از ديدگاه ديگر اگر در شبكه تلفن همراه ايستگاه هاي پايه را حذف نماييم و هر گوشی را یک گره فرض گنیم ارتباط بین گره ها باید بطور مستقيم يا از طريق يك يا چند گره مياني برقرار شود. اين خود نوعي شبكه حس كار بي سيم مي باشد. اگرچه به نقلي تاريخچه شبکه های حس کار به دوران جنگ سرد و ايده اوليه آن به طراحان نظامي صنايع دفاع آمريكا بر می گردد. ولي اين ايده مي توانسته در ذهن طراحان ربات هاي متحرك مستقل يا حتي طراحان شبكه هاي بي سيم موبايل نيز شكل گرفته باشد.

شبکه های حسگر بی سیم

به هر حال از آنجا كه اين فن نقطه تلاقي ديدگاه هاي مختلف است تحقق آن مي تواند بستر پياده سازي بسياري از كاربردهاي آينده باشد. كاربرد فراوان اين نوع شبكه ها و ارتباط آن با مباحث مختلف مطرح در كامپيوتر و الكترونيك از جمله امنيت شبكه، ارتباط بلادرنگ‌، پردازش صوت و تصوير، داده كاوي، رباتيك، طراحي خودكار سيستم هاي جاسازي شده ديجيتال و… ميدان وسيعي براي پروهش محققان با علاقمندي هاي مختلف فراهم نموده است.

فهرست مطالب پایان نامه طراحی و مدل سازی شبکه های حسگر بی سیم…

فصل ۱- ساختار كلي شبكه حسگر بي سيم

۱-۱- ساختار شبكه حسگر بي سيم

۱-۱-۱- حسگر

۱-۱-۲- كارانداز

۱-۱-۳- گره حسگر

۱-۱-۴- گره كارانداز

۱-۱-۵- گره حسگر/كارانداز

۱-۱-۶- شبكه حسگر

۱-۱-۷- میدان حسگر/کارانداز

۱-۱-۸- چاهک

۱-۱-۹- گره مدیر وظیفه

۱-۱-۱۰- شبكه حس كار

۱-۱-۱۱- ساختار خودكار

۱-۱-۱۲- ساختار نيمه خودكار

۱-۲- ساختمان گره حسگر کارانداز

۱-۳- ويژگي های شبكه های حسگر/ كارانداز

۱-۴- كاربردهای شبكه های حسگر/ كارانداز

۱-۵- پشته پروتكلي شبكه های حسگر/ كارانداز

فصل ۲- طراحي شبکه های حسگر بی سیم (حس کار)

۲-۱- تنگناهاي سخت افزاري شبكه حس كار

۲-۲- توپولوژي شبكه حس كار

۲-۳- قابليت اطمينان شبکه های بی سیم

۲-۴- مقياس پذيري شبکه حس کار

۲-۵- قيمت تمام شده در شبکه های بی سیم

۲-۶- شرايط محيطي در شبکه های بی سیم

۲-۷- رسانه ارتباطي در شبكه هاي حس كار

۲-۸- توان مصرفي گره های شبکه های بی سیم حس کار

۲-۹- افزايش طول عمر شبكه های حس كار

۲-۱۰- ارتباط بلادرنگ و هماهنگي در شبكه هاي حس كار

۲-۱۱- امنيت و مداخلات در شبكه هاي بی سیم حس كار

۲-۱۲- عوامل پیش بینی نشده در یک شبکه حسگر کارانداز

فصل ۳- نمونه ی پیاده سازی شده شبکه حس كار

۳-۱- ذره ی میکا

فصل ۴- بررسي نرم افزارهاي شبيه سازي شبكه بی سیم

۴-۱- خصوصيات لازم براي شبيه سازهاي شبكه

۴-۱-۱- انعطاف در مدل سازي

۴-۱-۲- سهولت در مدل سازي

۴-۱-۳- اجراي سريع مدل ها

۴-۱-۴- قابليت مصور سازي

۴-۱-۵- قابليت اجراي مجدد و تكراري شبيه سازي

۴-۲- شبيه ساز NS) v2)

۴-۲-۱- معماري دروني NS

۴-۲-۲- مدل VuSystem

۴-۳- شبيه ساز ++OMNeT

۴-۴- شبیه ساز Ptolemy II

فصل ۵- مدل سازی شبکه های بی سیم

۵-۱- اجرای یک مدل پیش ساخته

۵-۲- تغییر پارامترها

۵-۳- ساختار یک مدل پیش ساخته بی سیم

۵-۳-۱- نمایش بصری (آیکون ها)

۵-۳-۲- کانال ها

۵-۳-۳- اکتور های مرکب

۵-۳-۴- کنترل اجرا

۵-۳-۵- ساخت یک مدل جدید

۵-۳-۶- به کارگیری اکتور plot

فصل ۶- قابلیت های مدل سازی شبکه های بی سیم

۶-۱- شبیه سازی رویداد گسسته

۶-۲- مدل های کانال

۶-۳- مدل های گره بی سیم

۶-۴- مثال هایی از قابلیت مدل سازی

۶-۴-۱- ساختار بسته ها

۶-۴-۲- اتلاف بسته ها

۶-۴-۳- توان باتری

۶-۴-۴- اتلاف توان

۶-۴-۵- برخورد ها

۶-۴-۶- بهره آنتن دهی ارسال

۶-۵- ساختار نرم افزار

۶-۶- پیاده سازی در Ptolemy II

۶-۶-۱- فهمیدن تعامل (واکنش) در شبکه های حسگر

۶-۶-۲- نقایص شبکه های حسگر

۶-۶-۳- توانایی های توسعه یافته شبکه های حسگر

۶-۷- طراحی و مدل کردن ناهمگن پتولومی

فصل ۷- مدل شبکه حسگر بی سیم

۷-۱- چند مثال و کاربرد در مدل شبکه حسگر

۷-۱-۱- غرق سازی

۷-۱-۲- مثلث بندی

۷-۱-۳- نظارت بر ترافیک

۷-۱-۴- گمشده جنگی در منطقه دشمن و تعقیب کننده

۷-۱-۵- جهان کوچک

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *