1-1-3- خوشه بندی در شبکه های حسگر بی سیم 16

1-1-4- تجمیع داده ها در شبكه های حسگر 17

1-2-                     کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بی سیم 18

1-2-1- کیفیت سرویس در شبکه های داده ای سنتی 20

1-2-2- کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بی سیم 26

1-3-                     آتوماتای یادگیر 29

1-3-1- آتوماتای یادگیر 31

1-3-2- معیار‌های رفتار اتوماتای یادگیر 34

1-3-3- الگوریتمهای یادگیری 35

1-3-4- آتوماتای یادگیر با عملهای متغیر 39

1-4-                     آتوماتای یادگیر سلولی 40

1-4-1- آتوماتای سلولی 40

1-4-2- آتوماتای یادگیر سلولی (CLA) 44

1-4-3- آتوماتای یادگیر سلولی نامنظم (ICLA) 47

1-5-                     اهداف پایان نامه و ساختار آن 48

2-  پوشش محیط در شبكه های حسگر بی سیم با استفاده از آتوماتاهای یادگیرسلولی 50

2-1-                     مقدمه……………………………. ……………………………. 50

2-1-1- اشكال مختلف طراحی 51

2-2-                     دسته بندی مسائل پوشش در شبکه های حسگر 52

2-2-1- پوشش ناحیه ای 53

2-2-2- پوشش نقطه ای 56

2-2-3- پوشش مرزی………………………………… ………………………………… 57

2-3-                     روش پوشش CCP 59

2-3-1- فرضیات مسئله 59

2-3-2- تشریح روش………………………………… ………………………………… 59

2-4-                     حل مسئله پوشش(k-پوششی ) با استفاده از آتوماتاهای یادگیر 61

2-4-1- فرضیات و مدل مسئله 63

2-4-2- روش تشخیص افزونه بودن نود حسگر 64

2-4-3- شبیه سازی………………………………… ………………………………… 72

2-5-                     جمع بندی…………………………. …………………………. 79

3-  خوشه بندی در شبکه های حسگر بی سیم با استفاده از آتوماتاهای یادگیر سلولی 80

3-1-                     مقدمه……………………………. ……………………………. 80

3-2-                     کارهای انجام شده 83

3-2-1- پروتکل خوشه بندی LEACH 85

3-2-2- پروتکل خوشه بندی HEED 88

3-3-                     خوشه بندی در شبکه های حسگر بی سیم با استفاده از آتوماتاهای یادگیر سلولی 93

3-3-1- روش خوشه بندی پیشنهادی 94

3-3-2- شبیه سازی………………………………… ………………………………… 102

3-4-                     جمع بندی…………………………. …………………………. 107

4-  تجمیع داده ها در شبكه های حسگر با استفاده از آتوماتاهای یادگیر 108

4-1-                     مقدمه……………………………. ……………………………. 108

4-2-                     كارهای انجام گرفته 109

4-3-                     تجمیع داده ها در شبكه های حسگر با استفاده از آتوماتاهای یادگیر 112

4-3-1- بیان مسئله و مفروضات آن 113

4-3-2- تشریح روش پیشنهادی 115

4-4-                     شبیه سازی………………………… ………………………… 119

4-4-1- آزمایش اول……………………………….. ……………………………….. 122

4-4-2- آزمایش دوم……………………………….. ……………………………….. 122

4-4-3- آزمایش سوم……………………………….. ……………………………….. 123

4-5-                     جمع بندی…………………………. …………………………. 125

5-  نتیجه گیری 126

6-  پیوست اول: شبكه های حسگر بی سیم 127

6-1-                     تاریخچه شبكه های حسگر 127

6-2-                     ساختار هر گره حسگر 128

6-2-1- اجزاء درونی یک گره حسگر 128

6-2-2- محدودیتهای سختافزاری یک گره حسگر 130

6-3-                     پشته پروتکلی 131

6-4-                     مزایای شبکه های حسگر بیسیم 132

6-5-                     کاربردهای شبکه های حسگر بیسیم 134

7-  پیوست دوم:آتوماتای یادگیرسلولی 138

7-1-                     تاریخچه آتوماتای یادگیر 138

7-2-                     معیار‌های رفتار اتوماتای یادگیر 139

7-3-                     آتوماتای یادگیر با عملهای متغیر 141

7-4-                     آتوماتای یادگیر تعقیبی 142

7-5-                     آتوماتای یادگیر سلولی (CLA) 150

7-6-                     آتوماتای یادگیر سلولی باز(OCLA) 151

یک مطلب دیگر :

7-7-                     آتوماتای یادگیر سلولی ناهمگام (ACLA) 152

8-  پیوست سوم: شرح نرم افزار J-Sim و پیاده سازی الگوریتمهای پیشنهادی با آن 155

8-1-                     مقدمه……………………………. ……………………………. 155

8-2-                     شبیه ساز J-Sim 158

8-2-1- شبیه سازی شبکه های حسگر بی سیم با استفاده از J-sim 158

8-2-2- نصب و اجرا……………………………….. ……………………………….. 162

8-3-                     پیاده سازی الگوریتم خوشه بندی پیشنهادی 163

8-4-                     پیاده سازی الگوریتم پوشش پیشنهادی 185

8-5-                     پیاده سازی الگوریتم تجمیع پیشنهادی 190

9-  واژه نامه 195

مراجع 199

 

فهرست شکلها

شکل ‏1‑2: یك مدل ساده از QoS 19

شکل ‏1‑3: نحوة عملكرد پروتكل RSVP 22

شکل ‏1‑4 : اتوماتای یادگیر تصادفی 33

شکل ‏1‑5: (الف) همسایگی مور –  (ب) همسایگی ون نیومن برای اتوماتای سلولی 42

شکل ‏1‑6: قانون 54 47

شکل ‏1‑7: آتوماتای یادگیر سلولی نامنظم 48

شکل ‏2‑11:  محاسبه  MaxIteration مناسب جهت بدست اوردن پوشش كامل در شبكه 74

شکل ‏2‑12 :  مقایسه تعداد نودهای فعال در روشهای پوشش با درجه پوشش یك 75

شکل ‏2‑13 : مقایسه تعداد نودهای فعال در روشهای پوشش با درجات پوشش 2 و 3 75

شکل ‏2‑14 : مقایسه نسبت میانگین انرژی نودهای فعال نسبت به میانگین انرژی نودهای غیرفعال با درجه پوشش یك 76

شکل ‏2‑15 : مقایسه نسبت میانگین انرژی نودهای فعال نسبت به میانگین انرژی نودهای غیرفعال با درجه پوشش دو 76

شکل ‏2‑16 : مقایسه نسبت میانگین انرژی نودهای فعال نسبت به میانگین انرژی نودهای غیرفعال با درجه پوشش سه 77

شکل ‏2‑17 : مقایسه طول عمر شبكه(زمان از بین رفتن اولین نود) در حالتهای مختلف 78

شکل ‏2‑18 : مقایسه میزان انرژی مصرفی در الگوریتم پوشش نسبت به كل انرژی مصرفی 79

شکل ‏3‑1: ارتباطات تک گامی و چندگامی بدون خوشه بندی 81

شکل ‏3‑2: ارتباطات تک گامی و چندگامی با استفاده از خوشه بندی 82

شکل ‏3‑3: شبه كد الگوریتم HEED 93

شکل ‏3‑4 : مقایسه تعداد خوشه های ایجاد شده در روشهای مختلف خوشه بندی 104

شکل ‏3‑5: مقایسه درصد خوشه های خالی ایجاد شده در روشهای مختلف خوشه بندی 105

شکل ‏3‑6: مقایسه نرخ میانگین انرژی سرخوشه ها نسبت به میانگین انرژی نودهای معمولی 105

شکل ‏3‑7: مقایسه ضریب تغییرات اندازه خوشه ها در روشهای مختلف خوشه بندی 106

شکل ‏3‑8: مقایسه طول عمر شبکه در روشهای مختلف خوشه بندی 107

شکل ‏4‑1: محیط حسگری با نواحی A تا F و حسگرهای واقع در آنها 115

شکل ‏4‑2: حسگرهای H ,F ,G ,E ,C ,A و J در یك ناحیه واقعند و تشكیل یك ائتلاف می دهند 118

شکل ‏4‑3: محیط حسگری به 9 ناحیه مختلف با داده های متفاوت تقسیم بندی شده است 120

شکل ‏4‑4: محیط حسگری در زمان 250 دقیقه 120

شکل ‏4‑5: محیط حسگری در زمان 500 دقیقه 121

شکل ‏4‑6: محیط حسگری در زمان 750 دقیقه 121

شکل ‏4‑7: مقایسه تعداد كل بسته های دریافتی توسط نود سینك در روشهای مختلف 122

شکل ‏4‑8: مقایسه كل انرژی مصرفی توسط نودها در روشهای مختلف 123

شکل ‏4‑9: مقایسه طول عمر شبکه در روشهای مختلف تجمیع 124

شکل ‏4‑10: مقایسه میزان انرژی مصرفی در الگوریتم تجمیع نسبت به كل انرژی مصرفی 124

شکل ‏6‑1 : اجزاء درونی یک گره حسگر 129

شکل ‏6‑2 : پشته پروتکلی شبکه های حسگر 131

شکل ‏6‑3 : نمونه کاربردهای شبکه های حسگر بیسیم 135

شکل ‏8‑1 : محیط شبکه حسگربی سیم 159

شکل ‏8‑2 : مدل یک نود حسگربی سیم 159