آشنایی با فناوری شبکه های حسگر بی سیم
- شنبه, ۱۲ تیر ۱۳۹۵، ۰۲:۵۴ ب.ظ
- ۰ نظر
آشنایی با فناوری شبکه های حسگر بی سیم
آشنایی با فناوری شبکه های حسگر بی سیم
فهرست
فصل اول کلیات تحقیق
مقدمه 2
-1-1تعریف مسأله 3
2-1بیان سوألات اصلی تحقیق 3
3-1اهداف تحقیق 4
4-1مروری بر سایر فصل ها 4
فصل دوم پیشینه تحقیق
2-1- تاریخچه شبکه های حسگر بی سیم 6
2-2معرفی شبکههای حسگر بیسیم 10
2-3- ساختمان گره 11
2-4 -کاربردهای شبکههای حسگر بیسیم 12
2-4- 1 -ایجاد امنیت 12
2-4-2 محیط و موجودات زنده 12
2-4- 3- صنعت 13
2-4-4 کنترل ترافیک 13
2-5 - چالشهای شبکههای حسگر بیسیم 14
2-6- مفاهیم قابل بحث و تحقیق در شبکههای حسگر بیسیم 16
2-6-1 تنگناهای سخت افزاری 16
2-6- 2توپولوژی 17
2-6-3 قابلیت اطمینان 17
2-6-4 مقیاس پذیری 18
2-6-5 قیمت تمام شده 18
2-6-6 شرایط محیطی 18
2-6-7رسانه ارتباطی 18
2-6- 8توان مصرفی گرهها 19
2-6-9 افزایش طول عمر شبکه 19
2-6-10- ارتباط بلادرنگ و هماهنگی 20
2-6-11امنیت 20
2-6-12 عوامل پیش بینی نشده 21
2-7 انواع ساختار شبکه حسگر بی سیم 21
2-7- 1ساختار خودکار: 22
2-7-2 ساختار نیمه خودکار: 22
فصل سوم روش های تحقیق
1-3تحقیق چیست؟ 24
2-3انواع روش های تحقیق: 24
3-3 روش تحقیق محقق 30
1-3-3-آشنایی کلی با مفهوم شبکه: 31
2-3-3انتخاب شاخه و حوزه ی مورد علاقه در زمینه ی شبکه ها: 31
3-3-3- بررسی و جمع آوری مطالب و مقالات مرتبط: 31
4-3-3انتخاب یک مسأله: 32
5-3-3- ادامه ی تحقیقات تا رسیدن به پاسخ های مورد نظر: 35
فصل چهارم تجزیه و تحلیل
1-4مسیریابی در شبکههای حسگر بیسیم 34
1-1-4مفهوم مسیریابی در شبکههای حسگر بیسیم 34
2-1-4چالشهای مسیریابی در شبکههای حسگر بیسیم 36
3-1-4روشهای پیشنهاد شده برای مسیریابی در شبکههای حسگر بیسیم 42
1-3-1-4روش ارسال سیلآسا 42
4-1-3-2روشهای مبتنی بر خوشهبندی 45
4-1-3-3روش مبتنی بر زنجیر 46
4-1-3-4روشهای مطلع از انرژی 46
4-2تقسیم بندی حملات با دیدگاه کلی: 50
4-2-1تقسیم بندی حملات از نظر عملکرد: 51
4-2-2-انواع حملات عدم سرویس دهی: 53
4-2-2-1حمله ی سایبیل: 54
4-2-3برخورد: 61
4-2-4خستگی (اتمام) منابع: 62
4-3معماری شبکه های حسگر بی سیم: 71
4-3-1شبکه ستاره ای(یک نقطه به چندین نقطه) 71
4-3-2شبکه توری (mesh network ) 71
4-3-3zig Bee 72
4-4بررسی نرمافزارهای شبیهسازی شبکه 73
4-5 نمونه پیادهسازی شده شبکه حس/کار 75
4-6-4گمشده جنگی در منطقه دشمن و تعقیب کننده 80
4-6-5جهان کوچک 82
4-7مقایسه روش های تجمیع داده هادر شبکه های حسگر بی سیم 83
4-7-1الگوریتم تجمیع داده: 84
4-7-2مدل شبکه: 84
4-7-3-تأخیر ارتباطات: 84
4-7-6- جزئیات الگوریتم 89
4-7-7نتیجه گیری 91
4-8-بررسی و مقایسه الگوریتم های خطایابی شبکه های حسگر بی سیم 92
4-8-1مدل خطا 93
4-8-2خطایابی 93
4-8-3مقایسه الگوریتم ها 95
4-8-4- نتیجه گیری 96
فصل پنجم بررسی چالشها و نتیجه گیری
5-1-چالش های شبکه حسگر بی سیم 99
2-5نتیجه گیری 100
5-3-منابع 102
مقدمه
امروزه زندگی بدون ارتباطات بیسیم قابل تصور نیست. پیشرفت تکنولوژی CMOS و ایجاد مدارهای کوچک و کوچکتر باعث شده است تا استفاده از مدارهای بیسیم در اغلب وسایل الکترونیکی امروز ممکن شود. این پیشرفت همچنین باعث توسعه ریزحسگرها شده است. این ریزحسگرها توانایی انجام حسهای بیشمار در کارهایی مانند شناسایی صدا برای حسکردن زلزله را دارا میباشند. همچنین جمعآوری اطلاعات در مناطق دور افتاده و مکانهایی که برای اکتشافات انسانی مناسب نیستند را فراهم کردهاند. اتومبیلها می توانند از ریزحسگرهای بی سیم برای کنترل وضعیت موتور، فشار تایرها، تراز روغن و . . . استفاده کنند. خطوط مونتاژ می توانند از این حسگرها برای کنترل فرایند مراحل طول تولید استفاده کنند. در موقعیتهای راهبردی ریزحسگرها می توانند توسط هواپیما بر روی خطوط دشمن ریخته شوند و سپس برای ردگیری هدف (مانند ماشین یا انسان) استفاده شوند. در واقع تفاوت اساسی این شبکهها ارتباط آن با محیط و پدیدههای فیزیکی است. شبکههای سنتی ارتباط بین انسانها و پایگاههای اطلاعاتی را فراهم میکند در حالی که شبکه حس/کار مستقیماﹰ با جهان فیزیکی در ارتباط است و با استفاده از حسگرها محیط فیزیکی را مشاهده کرده و بر اساس مشاهدات خود تصمیمگیری نموده و عملیات مناسب را انجام میدهند. نام شبکه حس/کار بی سیم یک نام عمومی است برای انواع مختلف که به منظورهای خاص طراحی میشود. برخلاف شبکههای سنتی که همه منظورهاند شبکههای حس/کار نوعاً تک منظوره هستند. در هر صورت شبکههای حسگر در نقاط مختلفی کاربرد دارند. برخی از این کاربردها عبارتند از صنایع نظامی مانند ردگیری اشیاء، بهداشت مانند کنترل علائم حیاتی، محیط مانند آنالیز زیستگاههای طبیعی، مصارف صنعتی از جمله عیب یابی خط تولید، سرگرمی و بازیهای مجازی و در مواردی در زندگی دیجیتالی به طور مثال ردگیری مکان پارک ماشین.
در این مقاله ضمن معرفی شبکه حس/کار و شرح ویژگیها، قابلیتها، محدودیتها و برخی کاربردهای آن به طرح موضوعات پژوهشی در این زمینه میپردازیم. در بخش دوم مقاله معرفی از شبکه حسگر و برخی ویژگیهای آن خواهیم داشت. در بخش سوم تعدادی از تعاریف کلیدی را ذکر میکنیم. سپس در بخش چهارم ساختمان داخلی گره حسگر/کارانداز را تشریح کرده و برخی از ویژگیها، کاربردها و پشته قراردادی آن را بررسی میکنیم. در ادامه موضوعات مطرح در طراحی شبکههای حس/کار را بهطور خلاصه ذکر میکنیم و در بخش ششم به شناخت و بررسی نمونه پیادهسازیشده شبکه حس/کار (ذره میکا) میپردازیم. در ابتدای بخش هفتم نرمافزارهای شبیهسازی شبکه را بررسی میکنیم و سپس خصوصیات لازم برای شبیهسازهای شبکه را مورد مطالعه قرار میدهیم. در بخش هشتم شرح میدهیم که چطور مدلهایی از شبکههای حسگر بیسیم را ایجاد میکنند و برای مثال یک مدل پیشساخته را اجرا میکنیم. در ادامه در بخش نهم گزارش نمونههایی از پیادهسازی وایجاد گرههای حسگر شرح داده شده است. در بخش دهم برخی نمونههای ایجاد شده توسط نرمافزارها را مورد بررسی قرار میدهیم و در انتها نیز به نتیجهگیری مطالب گفتهشده خواهیم پرداخت.