دانلود مقاله ارائه یک الگوریتم بهینه از لحاظ مصرف انرژی و ارسال مطمئن داده در شبکه های حسگر بی سیم

خلاصه:شبکه های حسگر بی سیم از لحاظ منبع انرژی دارای محدودیت می باشند، از طرفی به دلیل زیرساخت ارتباطی بی سیم این نوع شبکه ها و وجود خطا در کانال، امکان عدم رسیدن صحیح بسته های اطلاعاتی به سمت مقصد وجود دارد ازاین رو ارائه الگوریتمی جهت بالابردن کیفیت خدمات این نوع شبکه ها و ارسال مطمئن بسته های اطلاعاتی بسیار مهم می باشد. در این مقاله یک مکانیسم تحویل بسته مطمئن و انرژی آگاه را جهت تضمین کیفیت خدمات شبکه های حسگر بی سیم ارائه داده می شوددر این الگوریتم از روش ارسال چندمسیری استفاده میشود،بدین صورت که چندین کپی از یک بسته اطلاعاتی از طریق مسیرهای جداگانه ای به سمت مقصد ارسال می شود، همچنین تصمیمات مسیریابی در این روش با در نظر گرفتن انرژی باقیمانده درگره های همسایگی که در یک و دو پرشی گره ارسال کننده قرار دارند صورت می گیرد. نتایج شبیه سازی نشان میدهد که نرخ رهاسازی بسته های داده در این روش کاهش یافته و در نتیجه قابلیت اطمینان ارسال بسته ها افزایش یافته است همچنین کارائی انرژی مصرفی در گره های حسگر به طور موثری بهبود یافته و در نتیجه باعث افزایش طول عمر سراسری شبکه های حسگر بیسیم شده است.

 کلمات کلیـدی: شبکه های حسگر بی سیم، قابلیت اطمینان، پروتکل مسیریابی، چندمسیری، انرژی

مقدمـه:                                                                                 

شبکه های حسگر بی سیم مجموعه ای از گره های حسگر هستند که اطلاعات را از محیطی که در آن هستند جمع آوری کرده و با استفاده از ارتباط بی سیم به سمت یک ایستگاه مقصد ارسال می کنند .گره های حسگر به علت قابلیت های رادیویی محدودشان دارای یک  برد ارسال کوتاه   می باشند. هر گره حسگر متشکل از واحد پردازنده، واحد حسگر، منبع تغذیه، واحد حافظه و یک واسط بی سیم می باشد

شکل ( 1) ساختمان داخلی گره حسگر به همراه بخش های مختلف آن و نحوه ی ارتباط این بخش ها با یکدیگر را نشان میدهد

شکل (1) : ساختمان داخلی گره حسگر

در ابتدا این نوع شبکه ها بیشتر جهت کاربردهای نظامی مورد استفاده قرار می گرفتند ولی امروزه کاربردهای غیرنظامی این شبکه ها به طور روزافزونی در حال افزایش می باشد. از این رو تحقیقات بسیاری جهت بالابردن کیفیت خدمات شبکه های حسگر بی سیم در حال انجام می باشد. این نوع از شبکه ها از جنبه های مختلفی دارای محدود یت می باشند:

نخست اینکه گره های حسگر موجود در این شبکه ها از لحاظ منبع انرژی دارای محدودیت می باشند،به دلیل اینکه انرژی مصرفی آنها ازطریق یک باطری کوچک که اکثرأ قابل شارژ و تعویض نمی باشد تأمین می شود.با توجه به آنکه بااتمام انرژی باطری،عمرگره حسگر نیزبه پایان میرسد، به کاربردن مکانیسم هایی جهت استفاده بهینه از توان این گره ها و همچنین متعادل سازی مصرف انرژی در کل شبکه بسیار مهم می باشد.

همچنین به دلیل زیرساخت ارتباطی این نوع از شبکه ها و ارتباط این گره ها از طریق امواج رادیوئی بیسیم و از طرفی وجود نویز در کانال امکان رخداد خطا در اطلاعات ارسالی این گره ها از مبدأ تا مقصد وجود دارد. در شبکه هایی که تعداد پرش های بین مبدأ و مقصد زیاد است احتمال دریافت یک بسته توسط مقصد خیلی کم می شود. از آن جایی که اطلاعات ارسالی گره ها در برخی مواقع همچون گزارش وقوع یک آتش سوزی در جنگل بسیار مهم می باشند، به کار بردن روش هایی جهت تضمین قابلیت اطمینان ارسال داده ها امری حیاتی است. برای تضمین قابلیت اطمینان ارسال داده برخی روش ها ارائه شده است:

استفاده از روش تصدیق وصول داده و ارسال مجدد بسته های خراب

استفاده از روش های رمزگذاری کانال با افزونگی اطلاعات

افزونگی بسته: ارسال چندین کپی از یک داده از طریق یک مسیرامن

افزونگی مسیر: ارسال بسته ی یکسان داده از طریق چندین مسیر

با توجه به اینکه جهت بالابردن قابلیت اطمینان ارسال داده ها نیاز به ارسال داده های بیشتر است، باید به این نکته توجه داشت که افزونگی در اطلاعات ارسالی باعث بالارفتن مصرف انرژی در گره های حسگر و در نتیجه کاهش عمر شبکه های حسگر می شود. از اینرو، یک پروتکل کارآمد پروتکلی است که علاوه بر تضمین قابلیت اطمینان ارسال داده ها، از لحاظ مصرف انرژی نیز پروتکلی بهینه باشد.

تعداد صفحات مقاله:10

فرمت مقاله: ورد و قابل ویرایش