الگوریتم های مسیریابی و انتشار داده در شبکه های حسگر بی سیم

چکیده :
شبکه های حسگر بی سیم متشکل از تعدادی گره حسگر می باشد که تعدادی زیادی از آنها در یک منطقه توزیع شده است و با هم یک هدف را دنبال می کند و به دلیل داشتن کابردهای زیاد نظر محققان را به خود جلب کرده است و هر روز بر تعداد تحقیقات انجام شده است در این زمینه افزوده می شود. یکی از مهمترین محدودیت های شبکه های حسگر بی سیم انرژی مصرفی می باشد. طول عمر گره های حسگر از عوامل مهم کارایی شبکه می باشد. بنابراین نیاز است تا الگوریتم های مسیریابی از منابع انرژی مصرفی گره ها آگاه باشد و این الگوریتم ها از نظر مصرف انرژی بهینه باشند. در این تحقیق مرور ومقایسه ای بر روش های ارائه شده به منظور مسیریابی و انتشار داده در شبکه های حسگر بی سیم خواهیم داشت.
کلمات کلیدی : شبکه حسگر بی سیم ، الگوریتم های مسیریابی ، انتشار داده ، انتشار مستقیم  
فهرست مطالب
فصل اول : نگاهی به شبکه های حسگر بی سیم 1
مقدمه 2
تاریخچه شبکه های حسگر 4
ساختار کلی شبکه های حسگر بیسیم 5
ویژگی های شبکه های حسگر بی سیم 9
ویژگی های عمومی یک شبکه حسگر 9
ساختار ارتباطی شبکه های حسگر 11
فاکتورهای طراحی 13
- تحمل خطا 13
- قابلیت گسترش 13
- توپولوژی 13
- تنگناهای سخت افزاری 14
- قابلیت اطمینان 14
- مقیاس پذیری 15
- هزینه تولید 15
- رسانه ارتباطی 16
- توان مصرفی گره ها 16
- ارتباط بلادرنگ 16
- امنیت و مداخلات 17
- عوامل پیش بینی نشده 18
کاربرد های شبکه های حسگر بی سیم 18
- کشاورزی دقیق 18
- مراقبت پزشکی و بهداشت 19
- کنترل محیط 19
- کاربردهای نظامی 19
سیستم عامل 20
فصل دوم : پروتکل های مسیریابی و انتشار داده 22
مقدمه 23
اصول و چالش ها 24
- اصول 24
- اصطلاحات علمی 25
- مدل انرژی 27
- چالش ها 27
- مشخصات حسگر 27
- ماهیت میدان 28
- مشخصات شبکه 29
- نیازهای برنامه های سنجشی 30
طبقه بندی پروتکل های مسیریابی و انتشار داده 31
- پروتکل های مبتنی بر داده 31
- پر.تکل های سلسله مراتبی 32
- پروتکل های داده محور 34
- پروتکل های مبتنی بر مسیر های چندگانه 34
- پروتکل های مبتنی بر تحرک شبکه 35
- پروتکل های مبتنی بر کیفیت مورد نیاز خدمات 36
- پروتکل های مبتنی بر همگن یا ناهمگنی شبکه 37
فصل سوم : مروری بر برخی از پروتکل های مسیریابی و انتشار داده 38
مقدمه 39
پروتکل های داده محور 39
- روش سیل آسا 40
- روش شایعه پراکنی 42
- پروتکل های سنسور مبتنی بر مذاکره SPIN 44
- روش پخش مستقیم 48
- مقایسه روش انتشار مستقیم با روش SPIN 51
- روش انتشار بیرون دهنده 52
- روش انتشار یک مرحله ای 53
پروتکل های سلسله مراتبی 55
- روش LEACH 55
- روش PEGASIS 58
- روش TEEN 61
پروتکل های مبتنی بر مکان 63
- پروتکل های MECN – SMECN 63
- پروتکل GAF 65
- پروتکل GEAR 68
پروتکل های مبتنی بر مسیر های چندگانه 69
- روش چند مسیره ساده SMR 69
- روش چند مسیره پیشدستانه PMR 71
- روش چند مسیره متمایز DPMR 71
- روش چند مسیره تابیده BPMR 73
- روش چند مسیره مشترک SPMR 74
- روش چند مسیره حریصانه GMR 76
راهکارهای بهبود مسیریابی پیشدستانه 78
- راهکار ارسال تصادفیRFI 78
- راهکار ارسال با تاخیر تصادفی RDI 79
- راهکار ارسال محدودLFI 79
- راهکار ارسال محدود به صورت سیل آسا BLFI 79
- راهکار ترکیبی HI 80
- راهکار مسیریابی آگاه از انرژیEAF 80
بهبود مسیریابی حریصانه بوسیله مسیریابی آگاه از انرژی 81
بررسی و مقایسه روش های مطرح شده 82
منابع و ماخذ 86

مقایسه شبکه های حسگربیسیم باشبکه های موردی (گزارش مفصل پروژه رشته کامپیوتر)

مقایسه شبکه های حسگربیسیم با شبکه های موردی 

(گزارش مفصل پروژه رشته کامپیوتر)

آفیس، فرمت داکس،156 صفحه

چکیده:

در این پروژه در مورد شبکه های موردی سیارو شبکه های حسگر بیسیم تحقیق به عمل رسیده است.
هم چنین مزایا ، معایب ، خصوصیات ، کاربردها و عملکردهای شبکه های موردی سیارو شبکه های حسگر بیسیم مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است.
شبکه های موردی سیارجزء همان شبکه های محلی کامپیوتر است اما با این تفاوت که سیستم شبکه محلی موبایل ها نیز در آن قرار گرفته است.
همین طور شبکه های حسگر بی سیم که از نامشان هم پیداست شبکه هایی هستند که بدون سیم می باشند و اطلاعات را به صورت سیگنال دریافت می کنند مانند شبکه بی سیم.
فهرست مطالب :
بخش اول : شبکه های موردی سیار
فصل اول : شبکه های موردی
1-1شبکه های موردی سیارچیست؟
1-2 آشنایی با شبکه های بی سیم مبتنی بر بلوتوث
1-3 شبکه های موردی
1-4 ایجاد شبکه به کمک بلوتوث
1-5 چگونه ابزارهای مجهز به بلوتوث را شبکه کنیم ؟
فصل دوم : شبکه های بی سیم ادهاک
2-1شبکه‌های بی‌سیم موردی
2-2معرفی انواع شبکه‌های موردی
2-3کاربردهای شبکه موردی
2-4خصوصیات شبکه‌های موردی
2-5امنیت در شبکه‌های بی سیم
2-6منشأ ضعف امنیتی در شبکه‌های بی‌سیم و خطرات معمول
2-7سه روش امنیتی در شبکه‌های بی سیم
فصل سوم : مسیریابی
3-1مسیریابی
3-2پروتکل‌های مسیریابی
3-3پروتکل‌های روش اول
3-4پروتکل‌های روش دوم
3-5محدودیت‌های سخت‌افزاری یک گره حسگر
3-6روش‌های مسیریابی در شبکه‌های حسگر
3-7روش سیل آسا
3-8روش شایعه پراکنی
3-9روش اسپین
3-10روش انتشار هدایت شده
شبکه های موردی بی سیم.
3-12انواع شبکه‌های موردی بی‌سیم عبارتند از
3-13دیگر مسائل , مشکلات و محدودیت های موجود در این شبکه ها
3-14کاربرد های شبکه
3-15انجام عملیات محاسباتی توزیع شده و مشارکتی
فصل چهارم : ساختار شبکه های موردی سیار
4-1ساختار شبکه های موردی سیار
4-2خصوصیات موردی سیار
4-3معایب موردی سیار

فصل پنجم : شبکه های موبایل موردی
5-1شبکه های موبایل
5-2شبکه های موبایل نسل یک
5-3شبکه های موبایل نسل 2 شبکه های
5-4نسل کنونی شبکه های مخابرات سیار سلولی
5-5مقایسه فنی شبکه های تلفن همراه(نسل سوم و چهارم
5-6مزایای شبکه ی موردی
5-7نتیجه گیری از شبکه های موردی سیار
بخش دوم : شبکه های حسگر بیسیم
فصل اول : شبکه های حسگر بی سیم
1-1مقدمه ای بر شبکه های حسگر بی سیم
1-2تاریخچة شبکه های حسگر
1-3معماری مجزای درحسگرهای بی سیم
1-4 معماری شبکه های حسگرهای بی سیم
1-5شبکه توری
1-6زیگ بی
فصل دوم : کاربرد شبکه های حسگر بی سیم
2-1کاربردهای شبکه های حسگر بی سیم
2-2نظارت بر سازه های بهداشتی – سازه های هوشمند
2-3اتوماسیون ( خودکاری سازی ) صنعتی
2-4کاربردهای برجسته – نظارت سازه های شهری
2-5پیشرفت های آینده
2-6شبکه های حسگر بی سیم
2-7معماری یک شبکه حسگر بی سیم
2-8کاربردهای شبکه حسگر بی سیم
2-9نظارت بر محیط شبکه حسگر بی سیم
2-10مشخصه های شبکه حسگر بی سیم
2-11سخت‌افزار در شبکه حسگر بی سیم
2-12استانداردهای شبکه حسگر بی سیم
2-13نرم‌افزارهای شبکه حسگر بی سیم
2-14سیستم‌عامل در شبکه حسگر بی سیم
2-15میان افزارشبکه حسگر بی سیم
2-16زبان برنامه نویسی شبکه حسگر بی سیم
2-17الگوریتم شبکه حسگر بی سیم
2-18تجسم فکری داده ها
ای آنشبکه های حسگر بی سیم و کاربرد
2-20خصوصیات مهم شبکه های حسگر بی سیم
2-21کاربردهای نظامی شبکه های حسگر بی سیم
2-22کاربردهای محیطی شبکه های حسگر بی سیم
2-23کاربردهای بهداشتی شبکه های حسگر بی سیم
2-24کاربردهای خانگی شبکه های حسگر بی سیم
2-25کاربردهای تجاری شبکه های حسگر بی سیم
2-26ویژگی‌های عمومی یک شبکه حسگر
2-27چالش های شبکه حسگر
2-28مزایای شبکه های حسگربیسیم
2-29معرفی شبکه‌های بی‌سیم(WIFI
3-18نتیجه گیری از شبکه های حسگر بیسیم
فهرست منابع
فهرست جدول ها :
جدول 1-1
مقدمه :
اساسا یک شبکه کامپیوتری شامل دو یا بیش از دو کامپیوتر وابزارهای جانبی مثل چاپگرها، اسکنرها ومانند اینها هستند که بطور مستقیم بمنظور استفاده مشترک از سخت افزار ونرم افزار، منابع اطلاعاتی ابزارهای متصل ایجاده شده است توجه داشته باشید که به تمامی تجهیزات سخت افزاری ونرم افزاری موجود در شبکه منبع1(Source) می گویند.
در این تشریک مساعی با توجه به نوع پیکربندی کامپیوتر ، هر کامپیوتر کاربر می تواند در آن واحد منابع خود را اعم از ابزارها وداده ها با کامپیوترهای دیگر همزمان بهره ببرد.
دلایل استفاده از شبکه را می توان موارد ذیل عنوان کرد:
1. استفاده مشترک از منابع :استفاده مشترک از یک منبع اطلاعاتی یا امکانات جانبی رایانه ، بدون توجه به محل جغرافیایی هریک از منابع را استفاده از منابع مشترک گویند.
2. کاهش هزینه :متمرکز نمودن منابع واستفاده مشترک از آنها وپرهیز از پخش آنها در واحدهای مختلف واستفاده اختصاصی هر کاربر در یک سازمان کاهش هزینه را در پی خواهد داشت .
3. قابلیت اطمینان :این ویژگی در شبکه ها بوجود سرویس دهنده های پشتیبان در شبکه اشاره می کند ، یعنی به این معنا که می توان از منابع گوناگون اطلاعاتی وسیستم ها در شبکه نسخه های دوم وپشتیبان تهیه کرد ودر صورت عدم دسترسی به یک از منابع اطلاعاتی در شبکه " بعلت از کارافتادن سیستم " از نسخه های پشتیبان استفاده کرد. پشتیبان از سرویس دهنده ها در شبکه کارآیی،، فعالیت وآمادگی دایمی سیستم را افزایش می دهد.
4. کاهش زمان : یکی دیگر از اهداف ایجاد شبکه های رایانه ای ، ایجاد ارتباط قوی بین کاربران از راه دور است ؛ یعنی بدون محدودیت جغرافیایی تبادل اطلاعات وجود داشته باشد. به این ترتیب زمان تبادل اطلاعات و استفاده از منابع خود بخود کاهش می یابد.
5. قابلیت توسعه :یک شبکه محلی می تواند بدون تغییر در ساختار سیستم توسعه یابد وتبدیل به یک شبکه بزرگتر شود. در اینجا هزینه توسعه سیستم هزینه امکانات وتجهیزات مورد نیاز برای گسترش شبکه مد نظر است.
6. ارتباطات:کاربران می توانند از طریق نوآوریهای موجود مانند پست الکترونیکی ویا دیگر سیستم های اطلاع رسانی پیغام هایشان را مبادله کنند ؛ حتی امکان انتقال فایل نیز وجود دارد.


بخش اول
شبکه های موردی سیار
فصل اول : شبکه های موردی


1-1 شبکه هایموردی سیارچیست؟

1-2 آشنایی با شبکه های بی سیم مبتنی بر بلوتوث
  
امروزه با پیشرفت تکنولوژی های ارتباطی، برقراری ارتباطات مورد نیاز برای راه اندازی شبکه ها به کمک تکنیک های متفاوتی امکان پذیر می باشد. زمانی ارتباط بین ایستگاه های کاری در یک شبکه، فقط توسط کابل های کواکسیالو اتصالات BNCامکان پذیر بود. سپس با پیشرفت تکنولوژی اتصالات موجود بهبود یافتند و کابلهای جفت تابیده و بعد کابل فیبر‌نوریپا به عرصه وجود گذاشتند. مزیت اصلی این پیشرفت ها افزایش سرعت انتقال داده‌هاوبهبودامنیت ارسال و دریافت داده ها می باشد.
در مراحل بعد، وجود برخی از مشکلات مانند عدم امکان کابل کشی جهت برقراری اتصالات مورد نیاز و یا وجود هزینه بالا یا سختی عملیات کابل کشی و غیر ممکن بودن یا هزینه بر بودن انجام تغییرات در زیر ساخت های فعلی شبکه سبب شد تا مهندسان به فکر ایجاد روشی برای برقراری ارتباط بین ایستگاه های کاری باشند که نیاز به کابل نداشته باشد. در نتیجه تکنولوژی های بی سیم پا به عرصه وجود گذاشتند.
در این تکنولوژی، انتقال اطلاعات از طریق امواج الکترومغناطیس انجام می گیرد. به همین منظور می توان از یکی از سه نوع موج زیر استفاده نمود:
1- مادون قرمز : در این روش فاصله دو نقطه زیاد نیست زیرا امواج مادون قرمز برد کمی دارند و از طرفی سرعت انتقال داده‌ها توسط این موج پایین می‌باشد.
2- امواج لیزر : این موج در خط مستقیم سیر می کند و نسبت به امواج مادون قرمز دارای برد بالاتر می باشد. مشکل اصلی در این موج، مخرب بودن آن می‌باشد. « این موج برای بینایی مضر می باشد.
3- امواج رادیویی : متداول ترین امواج در ارتباطات شبکه ای هستند و سرعت استاندارد آنها 11 مگابیت بر ثانیه می باشد. تجهیزات و شبکه های کامپیوتری مبتنی بر این نوع موج، به دو دسته تقسیم می شوند:
 1- شبکه های بی سیم درون سازمانی
 2- شبکه های بی سیم برون سازمانی
 
شبکه های نوع اول در داخل محیط یک ساختمان ایجاد می گردند. جهت طراحی اینگونه شبکه ها می توان یکی از دو روش زیر را در نظر گرفتک
-1شبکه های موردی
 Infrastructure Network -2
در شبکه های موردیکامپیوتر ها و سایر ایستگاه های کاری دیگر، دارای یک کارت شبکه بی سیم می باشند و بدون نیاز به دستگاه متمرکز کننده مرکزی قادر به برقراری ارتباط با یکدیگر خواهند بود. اینگونه شبکه سازی بیشتر در مواردی که تعداد ایستگاه های کاری محدود است - در شبکه های کوچک - مورد استفاده قرار می گیرند. « در ادامه مقاله در مورد این نوع شبکه ها صحبت بیشتری خواهد شد.

دوربین های دیجیتال

مقاله قابلیت اطمینان در شبکه های حسگربی سیم

چکیده:  

پیشرفت‌های اخیر در زمینه الکترونیک و مخابرات بی‌سیم توانایی طراحی و ساخت حسگرهایی را با توان مصرفی پایین، اندازه کوچک،قیمت­ مناسب و کاربری‌های­ گوناگون داده­ است.این حسگرهای­ کوچک که توانایی انجام اعمالی چون دریافت اطلاعات مختلف محیطی براساس نوع حسگر،پردازش و ارسال آن اطلاعات را دارند،موجب پیدایش ایده‌ای برای ایجاد و گسترش شبکه‌های موسوم به شبکه‌های­حسگر بی‌سیم ( WSn) شده‌اند.

طراحی­ یک­ شبکه­ حسگر بی­سیم­ تحت ­­تأثیر فاکتورهای ­متعددی­ است.این ­فاکتورها عبارتنداز:تحمل ­خرابی، قابلیت ­گسترش، قابلیت­اطمینان، هزینه تولید، محیط کار، توپولوژی شبکه حسگری، محدودیت‌های سخت‌افزاری، محیط انتقال و مصرف توان وغیره که ما دراین مقاله به یکی از این فاکتورها یعنی قابلیت اطمینان (Reliability) می‌پردازیم.

تعریف (Reliability): هرگره ممکن ­است خراب­شود یا در اثر رویدادهای ­محیطی مثل تصادف یا انفجار به ­کلی نابود شود یا در اثر تمام­ شدن منبع­ انرژی از کار بیفتد.منظور از تحمل ­پذیری یا قابلیت اطمینان این ­است که خرابی ­گره ­ها نباید عملکردکلی شبکه را تحت­ تاثیر قراردهد.در واقع می­خواهیم با استفاده از اجزای ­غیر قابل ­اطمینان یک شبکه قابل­ اطمینان بسازیم.برای گره k با نرخ­ خرابی lk  قابلیت اطمینان با فرمول(1)مدل­ می­شود.که در واقع احتمال عدم ­خرابی است در زمانt بشرط این­که گره دربازة زمانی(0,t)خرابی­نداشته­ باشد.به­ این ­ترتیب هرچه زمان ­می­گذرد احتمال­ خرابی ­گره ­بیشتر می­شود.

این ­مقاله دارای4 فصل­ بوده ­که فصل­ اول آن به ­بررسی ­قابلیت ­اطمینان ­اطلاعات،فصل­ دوم آن به بررسی ­تحلیلی قابلیت ­اطمینان و فصل­سوم وچهارم آن به افزایش ­قابلیت ­اطمینان و رویدادها ی­ آگاه برای آن اشاره­ دارد.

شبکه های حسگر بیسیم