پایان نامه قابلیت اطمینان در شبكه های حس گر بی سیم

چکیده

یک شبکه حسگر بی سیم از تعداد زیادی از نودهای حسگر  در یک ناحیه خاص تشکیل شده است که هر یک از آنها توانایی جمع آوری اطلاعات ازمحیط را دارا می باشد و داده های جمع آوری شده را به نود سینک ارسال می کند. هر چند که به طور كلی راجع به شبکه های حسگر بی سیم تحقیقات زیادی صورت گرفته است، در مورد کیفیت سرویس در این شبکه ها هنوز به اندازه کافی کار نشده است. کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بی سیم نسبت به شبکه های سنتی بسیار متفاوت است. از آنجایی که زمینه کاربرد این شبکه ها بسیار وسیع می باشد، پارامترهای کیفیت سرویس درآنها متفاوت است. بعضی از پارامترهایی که در ارزیابی کیفیت سرویس مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از: پوشش شبکه, تعداد بهینه نودهای فعال در شبکه, طول عمر شبکه و میزان مصرف انرژی.

فهرست مطالب

مقدمه. 1

تاریخچه شبکه‌های حسگر بیسیم. 4

شبکه‌های حسگر بیسیم. 10

ساختار كلی شبكه حس/كار بی سیم. 12

ساختمان گره. 16

محدودیتهای سختافزاری یک گره حسگر. 17

پشته پروتکلی. 18

مسائل مطرح در شبکه های حسگر بی سیم. 19

مسیریابی            19

تنگناهای سختافزاری. 20

تحمل پذیری خطا و قابلیت اطمینان. 20

توپولوژی            20

مقیاس پذیری   21

شرایط محیطی   21

رسانه ارتباطی..................................... ................................................................................... 22

افزایش طول عمر شبكه. 22

قیمت تمام شده..................................... ................................................................................... 23

توان مصرفی گره‌ها.................................. ............................................................................. 23

ارتباط بلادرنگ و هماهنگی. 23

امنیت       ....................................... ...................................................................................... 24

عوامل پیش بینی نشده. 25

پوشش محیط در شبكه های حسگر بی سیم. 26

خوشه بندی در شبکه های حسگر بی سیم. 27

تجمیع داده ها در شبكه های حسگر. 28

کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بی سیم. 29

کیفیت سرویس در شبکه های داده ای سنتی. 31

کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بی سیم. 33

آتوماتای یادگیر. 36

تاریخچه آتوماتای یادگیر. 38

مزایای شبکه های حسگر بیسیم. 40

برپایی سریع در مواقع اضطراری و فوری. 40

مناسب بودن در محیطهای که بایستی پارازیت و اختلال نباشد  40

اجتناب از قرار گرفتن در محیطهای خطرناک و غیر عاقلانه برای مطالعات مکرر  41

شیوه اقتصادی مقرون به صرفه برای جمع آوری اطلاعات در طولانی مدت  41

کاربردهای شبکه‌های حسگر بیسیم. 41

ایجاد امنیت   42

محیط و موجودات زنده. 42

صنعت                         42

کنترل ترافیک....                          .... 43

چالش های شبکه‌های حسگر بیسیم. 43

نتیجه گیری. 47

منابع............................................... ........................................................................................................ 48

مقدمه

شبكه های حسگر بی سیم[1] جهت جمع آوری اطلاعات در مناطقی كه كاربر نمی تواند حضورداشته باشدمورد استفاده قرار می گیرند. در یك شبكه حسگر ، حسگرها به صورت جداگانه مقادیر محلی را نمونه برداری (اندازه گیری) می كنند و این اطلاعات را درصورت لزوم برای حسگرهای دیگر و در نهایت برای مشاهده گر اصلی ارسال می نمایند. عملكرد شبكه این است كه گزارش پدیده هایی راكه اتفاق می افتد به مشاهده گری بدهد كه لازم نیست از ساختار شبكه و حسگرها به صورت جداگانه و ارتباط آنها چیزی بداند. این شبکه ها مستقل و خودگردان بوده وبدون دخالت انسان کار می کنند. . معمولا تمامی گره­ها همسان می­باشند و عملاً با همکاری با یكدیگر، هدف كلی شبكه را برآورده می‌سازند. هدف اصلی در شبکه­های حسگر بی­سیم نظارت و کنترل شرایط و تغییرات جوی، فیزیکی و یا شیمیائی در محیطی با محدوده معین، می­باشد. (D. Chen,2004)

شبکه­ حسگر بی­سیم نوع خاصی از شبکه­های موردی[2] است.  مبحث شبکه های حسگر بی سیم یکی از موضوعات جدید در زمینه مهندسی شبکه و فناوری اطلاعات می باشد. پیشرفت های اخیر در طراحی و ساخت تراشه های تجاری این امكان را به وجود آورده است كه عمل پردازش سیگنال و حس كنندگی در یك تراشه انجام گردد كه به این قطعات حسگرهای شبكه بی سیم گفته می شود كه شامل سیستم های میكروالكترومكانیكی (MEMS [3]) مانند حسگرها، محرک ها[4] و قطعات رادیویی RF می باشد.

[1] Wireless Sensor Network

[2] Ad Hoc Networks

[3] Micro Electromechanical Systems

[4] Actuator