پروژه تحقیقی با موضوع مکان یابی شبکه های سنسور

توضیحات

 چکیده

بسیاری از برنامه ها و تکنیک های شبکه حسگر بی سیم (WSN) برای کارکرد صحیح نیاز به مکان سنسور دارند. تلفیق اطلاعات در WSN برای کشف مکان بسیار مهم است و بسیاری از تکنیک های تلفیق اطلاعات در چندین الگوریتم کشف مکان استفاده شده است. نمای برنامه های محلی سازی مبتنی بر الگوریتم های محلی سازی، عمدتا بر برآورد فاصله و زاویه بین گره های سنسور تمرکز دارد. این الگوریتم ها ابتدا فاصله بین گره ها را محاسبه می کنند و با کمک اصول هندسی آنها مکان را برای همان گره محاسبه می کنند. در این تحقیق ابتدا به بررسی سنسورهای بی سیم پرداخته می شود و در ادامه برنامه ها و سیستم های محلی سازی بررسی می شود.

کلمات کلیدی: سنسور، شبکه حسگر بی سیم، محلی سازی.

فهرست مطالب

فصل اول کلیات تحقیق.. 1

1-1   بیان مسئله. 2

1-2  اهمیت و ضرورت  تحقیق.. 3

1-3  ساختار تحقیق   4

فصل دوم شبکه حسگر بی سیم. 5

2-1       مقدمه  6

2-2    کاربرد شبکه‌ حسگر بی سیم  7

2-3    مزايا شبکه‌های حسگر بی سیم  9

2-4   چالش  شبکه‌ حسگر بی سیم. 12

2-5   عوامل موثر در شبکه های حسگر بی سیم. 14

2-5-1  تنگناهای سخت افزاری.. 14

2-5-2    توپولوژی   14

2-5-3  قابلیت اطمینان. 15

2-5-4  مقیاس پذیری.. 16

2-5-5  قیمت تمام شده. 16

2-5-6  شرایط محیطی.. 17

2-5-7  رسانه ارتباطی.. 17

2-5-8   توان مصرفی گره‌ها 17

2-5-9  ارتباط بلادرنگ و هماهنگی.. 18

2-5-10 امنیت… 19

فصل سوم  ساختار شبکه های سنسور. 20

3-1  ساختار شبکه. 21

3-1-1  پروتکل های مسطح.. 21

3-1-2  روش سلسله مراتبی.. 26

3-2  مدل ارتباطی.. 26

3-2-1  پروتکل های مبتنی بر پرس و جو. 26

3-2-2  پروتکل های مبتنی بر انسجام. 28

3-2-3    پروتکل های مبتنی بر مذاکره. 29

3-3   توپولوژی پایه. 30

فصل چهارم مکان یابی در شبکه های سنسور و پارامترهای آن. 32

4-1 پیشینه تحقیق.. 33

4-2  برنامه های محلی سازی در سنسورها 35

2-2-1    طرح های محلی سازی مبتنی بر لنگر. 36

4-2-2  طرح محلی سازی Anchor Free. 36

4-2-3  طرح محلی سازی متمرکز. 36

4-2-4    برنامه های محلی سازی غیر متمرکز  36

4-2-5    طرح های محلی سازی دانه ریز / دوره دانه. 36

4-2-6    برنامه های محلی سازی گره های سنسور ثابت    37

4-2-7    برنامه های محلی سازی گره های حسگر سیار. 37

4-2-8    طرح های محلی سازی مبتنی بر محدوده. 37

4-2-9    طرح های محلی سازی رایگان محدوده. 37

3-4  پارامترهای الگوریتم های محلی سازی در سنسورها 38

4-3 مولفه های اصلی سیستم های محلی سازی.. 39

فصل پنجم نتیجه گیری.. 41

5-1  نتیجه گیری   42

5-2  پیشنهادات برای کارهای آینده 42

منابع. 43

فهرست شکل ها

شکل 3-1 توپولوژی ارسال سیل‌آسا 

شکل 3-2 قابلیت انفجار ترافیک روش سیل آسا

شکل 3-3 اصطحکاک و قابلیت هم پوشانی در ارسال سیل آسا 

شکل4-1 برنامه های محلی سازی

فهرست جدول ها

جدول 3-1 برخی از پروتکل های مسطح 

جدول 3-2 برخی از پروتکل های پرس و جو

جدول 3-3 برخی از پروتکل های مبتنی بر مذاکره 

جدول 3-4 برخی از پروتکل های مبتنی بر مکان

        بیان مسئله

شبکه حسگر بیسیم شامل مجموعه ای از گره های حسگر است که توانایی حس کردن) به معنی دریافت و ذخیره اطلاعات محیطی از طریق حسگر)، پردازش و امکان برقراری ارتباطات بی سیم را دارا هستند. ساختار فیزیکی این گره ها تشکیل شده از منبع تغذیه (عمومًا محدود و غیرقابل تجدید)، واحد پردازشی و حسگرهای مختلف مرتبط با کاربرد آن گره است. امروزه با توجه به پیشرفت فنّاوری های مرتبط با ساخت حسگرها، تولید آنها چه ازنظر اقتصادی و چه ازنظر فنی به امری امکانپذیر تبدیل شده است.

در حال حاضر به دلیل کاربردهای فراوانی که برای این قبیل از سیستم ها در امور نظارتی و تحلیل محیط پیرامون (اندازی گیری دما، فشار و … در محیط) به وجود آمده است، هرروز شاهد افزایش موارد استفاده از آنها هستیم. شبکه حسگر بیسیم انواع گوناگونی از حسگرها را دربرمی گیرد که وظیفه حس کردن و ارسال نتایج به گره گودال را بر عهده دارند. کل اطلاعات محیطی بدست آمده در هر گره از طریق ارتباط بیسیم با گرههای مجاور و به شکل ارتباطات تک-پرشی و چند-پرشی به گره گودال انتقال پیدا می کند. برای تعدادی از کاربردهای این شبکه ها، نظیر ردیابی مسیر و نظارت ضرورت دارد که مکان واقعی گره های حسگر با خطای کمی تخمین زده شود. محلی سازی، تخمین این مکان ها با استفاده از روش های مختلف است. اساسا دو دسته بندی برای نودهای حسگر وجود دارد: نودهای گودال و ناشناخته. نودهای ناشناحته هیچ آگاهی از موقعیت آنها و یا سخت افزار خاصی برای بدست اوردن موقعیت خود ندارند. نودهای گودال که همچنین نودهای فانوس دریایی نیز نامیده می شوند در حقیقت موقعیت آنها بوسیله قرار دادن دستی یا تجهیزات اضافی مانند GPS (سیستم تعیین موقعیت جهانی) بدست می آیند. بنابراین نودهای ناشناخته می توانند با استفاده از اطلاعات محلی نودهای گودال اطلاعات خود را محلی کنند. روش های محلی سازی را می توان به دو دسته تقسیم کرد: روش های متمرکز و روش توزیع شده. روش های متمرکز، تمام اندازه گیری های حسگرها در گره گودال انجام می شود و برآورد محل در گودال انجام می شود. اما در روش توزیع شده هر گره اطلاعات را به گره های همسایه میفرست. روش های متمرکز اطلاعات بیشتری را جمع آوری می کنند و دقت بالاتری در محلی سازی دارند اما انرژی بیشتری مصرف می کنند. با توجه به خصوصیات شبکه های حسگر بیسم توجه به انرژی مصرفی در این شبکه ها بسیار اهمیت دارد زیرا با از بین رفتن انرژی، عمره گره به پایان میرسد.

    اهمیت و ضرورت تحقیق

زمانی که یک WSN در محیط دشمن مستقر میشود، در مقابل تهدیدات و خطرات آسیب پذیر می شود. خیلی از حملات مانند لانه کرم، منجلاب باعث تخمین نادرست موقعیت ها می شوند، بویژه برای برخی از برنامه های کاربردی مثل کاربردهای نظامی (نظارت بر میدان جنگ) یا برنامه های کاربردی محیطی مانند کشف آتش سوزی جنگل، موقعیت های نادرستی که ممکن است منجر به عواقب شدید تر شود برای مثال تصمیم گیری های اشتباه نظامی در میدان جنگ و دادن هشدار غلط به مردم. از این رو مسائل محلی سازی امن در شبکه های حسگر بیسیم  باید مورد توجه قرار گیرد. محلی سازی امن می تواند از دو جهت مورد توجه باشد. اول اینکه، یک مهاجم که می تواند سازش کند یا وانمود به ناشناخته شدن کند یا یک گره گودال که با فرایند محلی سازی تداخل پیدا می کند. بنابراین ما نیازمند احراز هویت گره امن هستیم. دوم اینکه حمله به اطلاعات از طرف یک مهاجم که می تواند اطلاعات محلی سازی را برای تخمین نادرست موقعیت ها جعل، تغییر یا پخش کند. بنابراین ما نیاز به کشف صحت اطلاعات محلی سازی داریم.

پروژه تحقیقی با موضوع مکان یابی شبکه های سنسور توسط کارشناسان گروه ۱.۲.۳ پروژه پیاده سازی گردیده.

فایلهای پروژه به صورت کامل پس از خرید فایل بلافاصله در اختیار شما قرار خواهد گرفت.

سفارش پروژه تحقیقی

درصورتیکه این پروژه دقیقا مطابق خواسته شما نمی باشد، با کلیک بر روی کلید زیر پروژه دلخواه خود را سفارش دهید.

سفارش پروژه متلب