فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت) تعداد صفحه:65
دانلود پایان نامه خوشه بندی شبکه های حسگر بی سیم
چکیده
امروزه، در شبکه‌های حسگر بی‌سیم، پروتکل‌های مسیریابی مبتنی بر خوشه‌بندی از طریق تقسیم گره‌های همسایه به خوشه‌های مجزا و انتخاب سرخوشه‌های محلی برای ترکیب و ارسال اطلاعات هر خوشه به ایستگاه مبنا و سعی در مصرف متوازن انرژی توسط گره‌های شبکه، بهترین کارایی را از لحاظ افزایش طول عمر و حفظ پوشش شبکه‌ای در مقایسه با سایر روش‌های مسیریابی به دست می‌آورند. با این وجود، همه پروتکل‌های خوشه‌بندی ارایه شده تاکنون، تنها نزدیکی جغرافیایی(همسایگی) را به عنوان پارامتر تشکیل خوشه‌ها در نظر گرفته‌اند. در این تحقیق، یک پروتکل جدید خوشه‌بندی متمرکز مبتنی بر انرژی با استفاده از شبکة عصبی نقشة خودسازماندهی برای شبکه‌های حسگر بی‌سیم ارایه می‌شود که قادر به خوشه‌بندی گره‌های شبکه بر اساس سطح انرژی و مختصات گره‌ها می‌باشد. این پروتکل با استفاده از تعداد مشخصی از گره‌های پرانرژی در شبکه و اعمال آن‌ها به عنوان وزن نورون‌های نقشة خودسازماندهی، نزدیک‌ترین گره‌های کم‌انرژی را جذب گره‌های پرانرژی می‌کند؛ به طوری که خوشه‌ها لزوماً از گره‌های مجاور تشکیل نشده و در واقع براساس دو پارامتر سطح انرژی و همسایگی، خوشه‌هایی با انرژی متوازن تشکیل خواهند شد. به علاوه یک تابع هزینه جدید به منظور تصمیم‌گیری در انتخاب گره‌های سرخوشه، پیشنهاد شده است که سعی در ترکیب معیارهای مختلف موثر در انتخاب بر اساس میزان اهمیت آن‌ها دارد. کارایی برتر این پروتکل از لحاظ افزایش طول عمر مفید شبکه و حفظ بهتر پوشش شبکه‌ای در مقایسه با پروتکل‌های پیشین نظیر LEACH و LEA2C و نیز تاثیر تابع هزینه پیشنهادی بر کارایی آن (با شبیه‌سازی) به اثبات رسیده است.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده ح
فصل 1.مقدمه 1
1-1.مقدمه..................................... 2
1-2.تعریف مساله و سوالات اصلی تحقیق............ 2
1-3.فرضیه ها.................................. 3
1-4.اهداف تحقیق............................... 3
1-5.روش تحقیق................................. 3
1-6.مراحل انجام تحقیق......................... 3
1-7.ساختار پایان نامه......................... 4
فصل 2.معرفی شبکه های حسگر بی سیم 5 2-1.مقدمه.......................................................................................................................................6
2-2.معرفی شبکه های حسگر بی سیم .........................................................................................7
2-3.تاریخچه شبکه های حسگر بی سیم......................................................................................9
2-4.ویژگیهای شبکه های حسگر بی سیم....................................................................................9
2-5.کاربرد شبکه های حسگر بی سیم..........................................................................................10
2-5-1.کشاورزی دقیق........................................................................................................10
2-5-2.مراقبت بهداشتی و پزشکی.....................................................................................10
2-5-3.کنترل و نظارت محیط............................................................................................11
2 -5-4.کاربردهای نظامی...................................................................................................12
2-6.پایگاه ......................................................................................................................................12
2-6-1.سخت افزار............................................................................................................12
2-6-2.استانداردها............................................................................................................12
2-6-3.نرم افزارها............................................................................................................13
2-6-4.سیستم عامل........................................................................................................13
2-6-5.الگوریتم...............................................................................................................15
2-7.جمع بندی...............................................................................................................................15
فصل 3.اهداف اصلی خوشه بندی 16
3-1.مقدمه.......................................................................................................................................17
3-2.اهداف اصلی و چالشهای طراحی خوشه بندی در WSNها..................................................19
3-3.دسته بندی الگوریتم های خوشه بندی................................................................................. 21
3-3-1.پارامترهای خوشه بندی....................................................................................... 21
3-3-2.طبقه بندی پروتکل های خوشه بندی................................................................ 23
3-4.رویکردهای خوشه بندی احتمالاتی....................................................................................... 25
3-5.پروتکل های خوشه بندی احتمالاتی مشهور........................................................................ 26
3-5-1.سلسله مراتب خوشه بندی تطبیق پذیر کم انرژی(LEACH)........................... 26
3-6.جمع بندی.............................................................................................................................. 29
فصل 4.روش های مسیر یابی در شبکه های حسگر بی سیم 30
4-1.مقدمه..................................................................................................................................... 31
4-2.روش های مسیریابی در شبکه های حسگر بی سیم............................................................ 32
4-2-1.مسیر یابی مسطح................................................................................................ 33
4-2-2.مسیریابی مبتنی بر مکان.................................................................................... 33
4-2-3.مسیر یابی سلسله مراتبی (مبتنی بر خوشه بندی).............................................. 33
4-2-4.پروتکل خوشه بندی LEACH......................................................................... 34
4-2-5.پروتکل خوشه بندی LEACH متمرکز............................................................ 36
4-3.پروتکل خوشه بندی پیوند گرا وفقی با انرژی پایین............................................................. 36
4-4.جمع بندی.............................................................................................................................. 38
فصل 5.پروتکل جدید پیشنهادی 40
5-1.مقدمه...................................................................................................................................... 41
5-2.پروتکل مسیر یابی خوشه بندی مبتنی بر انرژی خود سازمانده........................................... 41
5-3.فرضیات الگوریتم................................................................................................................... 42
5-4.مرحله خوشه بندی................................................................................................................. 43
5-4-1.مرحله اول: خوشه بندی با شبکه های عصبی نقشه خود سازمانده..................... 44
5-4-2.مرحله دوم: خوشه بندی با الگوریتم K-means................................................ 49
5-5-3.مرحله انتخاب سرخوشه...................................................................................... 51
5-5-3-1.مرحله تابع هزینه جدید برای انتخاب سرخوشه.................................. 52
5-5.مرحله انتقال داده.................................................................................................................... 53
5-6.مرحله خوشه بندی مجدد....................................................................................................... 54
5-7.جمع بندی............................................................................................................................... 58
فصل 6.جمع بندی و پیشنهادها 59
6-1.مقدمه............................................................................................................................ .........60
6-2.یافته های تحقیق.......................................................................................................... ........ 61
6-3.نوآوری تحقیق............................................................................................................... ........ 61
6-4.پیشنهادها...................................................................................................................... ......... 62
مراجع ...................................... 63
واژه نامه 65
دانلود پایان نامه خوشه بندی شبکه های حسگر بی سیم
