الگوریتم مسیریابی آگاه به انرژی برای شبکه های حسگر بیسیم

شبکه های حسگر بیسیم در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. کاربردهای زیادی برای این شبکه ها طراحی شده است. شبکه های حسگر بیسیم از مجموعه ای از صدها و یا هزاران گره تشکیل شده اند که بصورت توزیع شده وظیفه جمع آوری اطلاعات محیط پیرامونی خود را بر عهده دارند. مجموعه ای از حسگر ها در هر یک از گره های شبکه تعبیه شده اند که هر یک بنا به توانایی خود محیط خود را بررسی می نماید. این شبکه ها دارای خصوصیات منحصر بفردی در مقایسه با شبکه های مرسوم هستند. یکی از مهمترین ویژگیهای این شبکه ها کمبودهایی است که گره های شبکه های حسگر دارند، از جمله: توانایی محاسباتی، فضای ذخیره سازی، محدوده ارتباطی و انرژی. کمبود انرژی بدلیل نوع کاربرد شبکه های حسگر از اهمیت بیشتری برخوردار است. منابع انرژی اولیه شبکه های حسگر محدود بوده و در اکثر کاربردها قابل تقویت دوباره نیستند. در چنین شرایطی استفاده بهینه از انرژی بسیار مهم است.

طول عمر شبکه های حسگر وابسته به گره های آن است، در صورتیکه گره های شبکه از بین رفته باشند شبکه نمی تواند وظایف خود را اجرا نماید. استفاده بهینه از انرژی موجب کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر گره های شبکه و به تبع آن طول عمر شبکه می گردد. ارتباطات در گره ها مهمترین عامل مصرف انرژی هستند، لذا استفاده از پروتکلهایی که ارتباطات شبکه را کمینه کنند می تواند در کاهش مصرف انرژی بسیار موثر باشند. از این نظر پروتکل مسیریابی لایه شبکه موثرترین پروتکل از این نظر می باشند. در نتیجه استفاده از پروتکلهای مسیریابی آگاه به انرژی برای شبکه های حسگر بیسیم بسیار حیاتی است. نکته دیگری که در مصرف انرژی حیاتی است عدالت در مصرف انرژی گره ها است. عدالت در مصرف انرژی به معنی مصرف همگن انرژی گره های عضو شبکه. در صورتیکه انرژی بخشی از گره های شبمه بیش از دیگر گره ها مصرف شود شبکه قطعه قطعه شده و کارایی خود را از دست می دهد. در این پروژه الگوریتمهای مسیریابی برای شبکه های حسگر ارائه و بررسی می شوند که پارامترهای ذکر شده در این مقدمه را در نظر می گیرند. در نهایت کارایی الگوریمتها با استفاده از شبیه سازی مورد ارزیابی قرار می گیرد.

فهرست
مقدمه 1

فصل 1 – معرفی شبکه های حسگر بیسیم
1-1- شبکه های حسگر بیسیم 2
1-2- خصوصيات مهم شبكه هاي حسگر بيسيم 4
1-3- کاربردهای شبکه های حسگر 7
1-4- معماری 9
1-4-1- ساختار كلي شبكه حسگر 11
1-5- توپولوژي شبكه هاي حسگر 14
1-5-1- جايگذاري گره ها قبل از به كار گيري آنها 14
1-5-2- فاز بعد از بكارگيري گره ها 15
1-6- معماري شبكه 15
1-7- معماري ارتباطات شبكه هاي حسگر 17
1-7-1- لایه كاربرد 19
1-7-1-1- پروتکل مدیریت حسگر 19
1-7-2- لايه حمل 20
1-7-3- لايه شبكه 21
1-7-4- لايه پيوند داده 25
1-7-4-1- كنترل دستیابی به رسانه 25
1-8- تكنولوژيهاي شبكه جاسازي شده 26
1-8-1- ريزپردازنده، منبع انرژي و حافظه 26
1-8-2- ريز حسگرها 27
1-8-3- ريز راديوها 28
1-8-4- مشكلات سيستم 29
1-8-5- TinyOS 29 1-8-6- زيرساخت شبكه هاي حسگر 30
1-8-7- شبكه هاي خود سازمان 31
1-8-8- اتصال 31

فصل 2 – الگوریتمهای مسیریابی آگاه به انرژی
2-1- الگوریتمهای مسیریابی آگاه به انرژی 33
2-2- مسائل و دشواریهای مسیریابی در شبکه های حسگر بیسیم 38
2-3- انواع الگوریتم های مسیریابی 41

فصل 3 – کارهای مشابه
3-1- کارهای مشابه 44
3-2- الگوریتم Directed Diffusion 44
3-3- الگوریتم LEACH 47
3-4- الگوریتم REDRP 49
3-5- الگوریتم OEDSR 54
3-6- الگوریتم های آگاه به انرژی در محیط گرید 56

مراجع و منابع 65