منابع مقاله با موضوع زمان گذشته

کاهش يابد و در نتيجه دقت رهگيري هدف بالا رود. در اين الگوريتم ابتدا همه حسگرها در حالت بيکار قرار دارند و هر کدام از حسگرها در فاصله‌هاي زماني نمونه‌برداري هدف را شناسايي مي‌کنند. در صورتي که هدفي براي اولين بار توسط حسگري شناسايي گرديد، آن حسگر حالت خود را به حالت انتخاب32 تغيير خواهد داد. حسگرهايي که حالت آنها، حالت انتخاب مي‌باشد بر اساس قدرت سيگنال دريافتي از هدف، زمان‌سنجي را راه‌اندازي مي‌کنند و هنگامي‌که زمان‌سنج خاتمه مي‌يابد، پيام رهبر شدن خود را مکررا به صورت همگاني به حسگرهايي که در برد ارتباطي آن قرار دارند ارسال مي‌کنند. در صورتي که حسگري پيام رهبر شدن را دريافت کرد حالت خود را به حالت عضو تغيير مي‌دهد و آن حسگر را به عنوان رهبر خود انتخاب مي‌کند. در نهايت در صورتي که هدف توسط حسگرهاي عضو شناسايي گرديد، فاصله نسبي خود تا هدف را براي حسگر رهبر ارسال مي‌کنند و آن حسگر نيز با استفاده از اطلاعات بدست آورده شده از حسگرهاي عضو، موقعيت هدف را به ايستگاه پايه ارسال مي‌کند. در صورتي که حسگر رهبر قادر به شناسايي هدف نباشد پيام انتخاب مجدد رهبر را به صورت همگاني به حسگرهاي عضو خود ارسال مي‌کند و حالت خود را به حالت بيکار تغيير مي‌دهند. در صورت دريافت اين پيام، حسگرهاي عضو حالت خود را به حالت انتخاب تغيير مي‌دهند تا حسگر جديدي را به عنوان رهبر خود انتخاب کنند. شکل2-20 روند تغييرات حالات حسگرها را نشان مي‌دهد.

شکل2-20: ماشين حالات الگوريتم DELTA [21].
2-5-4- الگوريتم DPT
در الگوريتم DPT33 [22]، به منظور اينکه امکان رهگيري هدف با تغييرات در مسير حرکت و اندازه سرعت هدف امکانپذير باشد يک معماري براي مديريت و هماهنگ‌سازي حسگرهاي موجود در شبکه‌هاي حسگر بيسيم ارائه گرديده است. اين الگوريتم بر اساس پيشبيني عمل کرده و از خوشه‌بندي به منظور ايجاد قابليت گسترش و قابليت اطمينان استفاده گرديده است. در اين الگوريتم سرخوشه يک توصيفگر هدف براي هر هدفي که تشخيص داده مي‌شود تعريف مي‌کند. توصيفگر حاوي اطلاعاتي مانند شناسه هدف، محل کنوني هدف، محل پيش‌بيني‌شده هدف و برچسب زماني است. در هر زمان هر سرخوشه يک توصيفگر هدف به عنوان نتيجه حس کردن خوشه‌اش را به حسگر مقصد ارسال مي‌کند. اولين فيلد در يک توصيف گر شناسه هدف است که براي شناسايي بدون ابهام يک هدف در بين سرخوشه هاي مختلف استفاده مي‌شود. با استفاده از داده‌هاي حسي سه حسگر توسط سرخوشه و بکار بردن يکي از روش‌هاي موجود براي مکان‌يابي مکان فعلي هدف تعيين مي‌شود. فيلد ديگر، مکان بعدي هدف است که بايد با استفاده از مکان‌هاي قبلي محاسبه‌شده پيش‌بيني شود. در اين الگوريتم به منظور جلوگيري از استفاده بيش از حد انرژي از پيش‌بيني کننده‌اي استفاده‌شده است که بر اساس دو نقطه(مکان هدف در دو موقعيت قبل) مکان آينده هدف را پيشبيني ميکند. پس از اينکه محل هدف توسط سرخوشه جاري پيشبيني شد به سرخوشهاي که در نزديکي اين محل است پيامي ارسال مي‌گردد. آن سرخوشه نيز سه حسگري که در برد خوشه تحت نظارت سرخوشه قرار دارند و از تمام حسگرهاي عضو سرخوشه به مکان پيش‌بيني‌شده هدف نزديک‌تر هستند به عنوان حسگرهاي محاسبه کننده مکان هدف فعال مي‌گردند. اين روند در شکل2-21 نشان داده شده است.

شکل2-21:جستجو براي حسگرهاي مکان‌يابي با شعاع حسي کم [22].
حال اگر سرخوشه نتوانست سه حسگر مناسب براي مکان‌يابي هدف را پيدا کند به دليل اينکه ارتباطات بين حسگرهاي داخل خوشه نسبت به ارتباطات بين خوشه‌هاي متفاوت، انرژي کمتري استفاده مي‌کنند بنابراين به منظور صرفه‌جويي در مصرف انرژي فرض گرديده است که حسگرها داراي دو شعاع حسي ميباشند و در اين مرحله حسگرهايي برگزيده مي‌گردند که مکان پيش‌بيني‌شده هدف در برد حسي حداکثر حسگر باشند. اين روند در شکل2-22 نشان داده شده است.

شکل2-22:جستجو براي حسگرهاي مکان‌يابي با شعاع حداکثري[22].
حال اگر پس از طي مرحله دوم سرخوشه نتوانست سه حسگر مناسب براي مکان‌يابي هدف را پيدا کند از خوشه‌هاي همسايه بدين منظور استفاده مي‌گردد. اين روند در شکل2-23 نشان داده شده است

شکل2-23: جستجو براي حسگرهاي مکان‌يابي در خوشه‌هاي مجاور[22].
در هنگام بروز خطا بايد يک طرح بازيابي هدف وجود داشته باشد که اين خطا ممکن است ناشي از بروز اشکال در حسگر با پيوند ارتباطي آن باشد. يک راه حل ساده براي اين کار فعال کردن عده‌اي از حسگرها که در نزديکي مکان مورد پيش‌بيني هدف هستند، ميباشد. شعاع محل در برگيرنده اين حسگرها بستگي زيادي به سرعت هدف و مدت زمان گذشته از آخرين باري که هدف تشخيص داده شده است، دارد. به منظور صرفه‌جويي در مصرف انرژي در ابتدا حسگرهايي که وظيفه شناسايي هدف را دارند برد حسي خود را به برد حسي حداکثري تغيير داده تا هدف را تشخيص دهند، در صورت عدم يافت شدن هدف حسگرهايي که در رنج برد حسي نرمال حسگرهايي که وظيفه شناسايي هدف را بر عهده دارند، فعال گرديده تا جستجوي هدف در ناحيه‌اي با شعاع دو برابر برد نرمال ادامه پيدا کند و در صورت عدم يافت شدن هدف اين شعاع تا آنجا افزايش مي‌يابد تا هدف پيدا شود. اين فرايند در شکل2-24 نشان داده شده است

شکل2-24: سطح دوم از فرايند بازيابي هدف[22].
2-5-5- الگوريتم CDTA
در الگوريتم 34CDTA[23]، به منظور کمينه کردن رابطه بين مصرف انرژي و دقت رهگيري هدف، فرستنده يک مجموعه کمينه از حسگرها را بر اساس مسير حرکت هدف در ف
اصله زماني نمونه‌برداري بيدار مي‌کند و وظيفه رهگيري هدف را بين حسگرهاي فعال، زمان‌بندي مي‌کند به گونه‌اي که هدف به صورت پيوسته قابل رهگيري باشد. همچنين در اين الگوريتم به منظور کاهش مصرف انرژي، يک حد آستانه‌اي، براي مدت زمان شناسايي هدف توسط حسگرهاي فعال در نظر گرفته شده است و در صورتي که حسگر فعال در مدت زمان حد آستانه قادر به شناسايي کردن هدف نباشد آن حسگر حالت خود را به حالت خواب تغيير خواهد داد.
در اين الگوريتم فرض گرديده است که دو نوع حسگر در شبکه موجود مي‌باشد: حسگرهاي اجرايي و حسگرهاي انتشاردهنده. حسگرهاي اجرايي حسگرهايي مي‌باشند که در شبکه پخش گرديده‌اند به گونه‌اي که بتوانند کل شبکه را تحت پوشش خود قرار دهند و وظيفه شناسايي اهداف متحرک و ارسال اطلاعات هدف به حسگرهاي انتشاردهنده را بر عهده دارند. حسگرهاي انتشاردهنده، حسگرهايي هستند که نسبت به حسگرهاي اجرايي از انرژي بيشتري برخوردار خواهند بود و وظايف زير را بر عهده خواهند داشت:
ارسال اطلاعات رسيده از حسگرهاي اجرايي به حسگر چاهک
تعيين مجموعه کمينه از حسگرهاي اجرايي به منظور رهگيري اهداف متحرک
ارسال پيام اخطار به حسگرهاي انتشاردهنده همسايه‌هايش در هنگام خروج هدف از ناحيه مربعي شکل تحت رهبري آن
اجراي الگوريتم تصحيح خطا به منظور پيدا کردن موقعيت هدف در صورتي که حسگرهاي اجرايي قادر به رهگيري هدف در فاصله زماني نمونه‌برداري نباشند.
در اين الگوريتم به منظور رهگيري هدف از دو رويه رهگيري هدف و رويه انتخاب حسگرها استفاده گرديده است. رويه رهگيري هدف از چهار فاز تشکيل گرديده است که در زير هر کدام از اين فازها توضيح داده شده است.
فاز اول: در اين فاز هنگامي‌که هدف در خارج از شبکه قرار دارد، تمام حسگرهاي اجرايي که بر روي يالي از ناحيه که هدف به آن يال نزديک‌تر است، قرار دارند توسط حسگر چاهک بيدار مي‌گردند
فاز دوم: در اين فاز هر کدام از حسگرهاي اجرايي که قادر به شناسايي کردن هدف باشند به حسگر انتشاردهنده مربوط به خود پيامي را ارسال مي‌کنند. اين پيام شامل شماره شناسايي حسگر اجرايي شناسايي کننده هدف، انرژي باقيمانده آن حسگر و اطلاعات بدست آمده از هدف توسط آن حسگر مي‌باشد. هنگام دريافت اين اطلاعات توسط حسگر انتشاردهنده، با توجه به اينکه هدف به صورت پيوسته در حال حرکت مي‌باشد در هر فاصله زماني نمونه‌برداري توسط حسگر انتشاردهنده مربوطه، سه حسگر اجرايي توسط رويه انتخاب حسگرها انتخاب مي‌گردند و اين سه حسگر وظيفه رهگيري هدف را بر عهده خواهند داشت. تا زماني که جهت حرکت هدف بدست آورده نشده است حسگرهاي انتخاب‌شده در فاصله زماني قبل فعال مي‌باشند تا هدف را شناسايي کنند. در اين الگوريتم با توجه به اينکه روشن و خاموش کردن واحد ارتباطي حسگرها انرژي زيادي را مصرف خواهد کرد، حسگرهايي که توسط حسگر انتشاردهنده فعال گرديده‌اند حالت خود را تغيير نمي‌دهند.
فاز سوم: در اين فاز به بررسي رهگيري هدف از يک ناحيه به ناحيه ديگر پرداخته شده است. با توجه به اينکه هر کدام از حسگرهاي انتشاردهنده علاوه بر حسگرهاي درون ناحيه تحت نظارت خود با حسگرهاي مرزي نواحي همسايه‌هاي خود در ارتباط مي‌باشند، در صورتي که هدف توسط حسگرهاي مرزي همسايه‌هاي حسگر انتشاردهنده فعال شناسايي گرديد حسگر انتشاردهنده فعال موقعيت هدف را به حسگر انتشاردهنده‌اي که هدف در ناحيه آن قرار دارد ارسال مي‌کند. هنگامي‌که حسگر انتشاردهنده‌اي اين پيام را دريافت کرد، در فاصله زماني نمونه‌برداري توسط رويه انتخاب حسگر، سه حسگر انتخاب مي‌گردد و حسگر انتشاردهنده اين پيام حالت خود را به حالت خواب تغيير خواهد داد. اين سه حسگر انتخاب‌شده توسط حسگر انتشاردهنده جاري حالت خود را به حالت فعال تغيير خواهند داد و وظيفه شناسايي هدف بر عهده اين سه حسگر گذاشته مي‌شود.
فاز چهارم: در اين فاز به بررسي الگوريتم تصحيح خطا پرداخته شده است. در صورتي که حسگر انتشاردهنده فعال قادر به رهگيري هدف نباشد در ابتدا حسگر انتشاردهنده به تمام حسگرهاي تحت نظارت خود پيامي را به صورت سيل‌آسا ارسال مي‌کند تا در صورت وجود هدف در ناحيه تحت نظارت خود آن هدف شناسايي گردد. در صورتي که هدف در مرحله قبل شناسايي نگرديد، حسگر چاهک تمام حسگرهاي انتشاردهنده موجود در شبکه را فعال مي‌کند تا در کل شبکه به جستجو هدف مورد نظر پرداخته شود و هدف شناسايي گردد.
2-6- نتيجه‌گيري
در اين فصل به بررسي تحقيقات انجام‌شده در زمينه رهگيري هدف در شبکه‌هاي حسگر همه جهته پرداخته شده است. چهار گروه اصلي الگوريتم‌هاي رهگيري هدف در شبکه‌هاي حسگر همه جهته، معرفي‌شده‌اند و نمونه‌هايي از هر کدام آنها بررسي شد. اين چهار گروه اصلي عبارتند از: الگويتم هاي مبتني بر پيام، الگوريتم‌هاي مبتني بر درخت، الگوريتم‌هاي مبتني بر پيش‌بيني و الگوريتم‌هاي مبتني بر خوشه. طبقه‌بندي ارائه‌شده در اين فصل براي شناخت الگوريتم پيشنهادي در اين پايان‌نامه مورد استفاده قرار گرفته است.

فصل سوم
مدل‌هاي حرکتي
3-1- مقدمه
در بسياري از کاربردهاي شبکههاي حسگر مانند رهگيري اهداف متحرک، کشف رويدادها و … لازم است که حسگرهاي شبکه از مکان فيزيکي خود باخبر باشند. به دليل اينکه حسگرها داراي انرژي محدودي مي‌باشند و با توجه به اينکه سيستم GPS داراي هزينه بالايي مي‌باشد، مجهز کردن تمام حسگرها به سيستمهايي
نظير GPS امکان‌پذير نمي‌باشد. بنابراين ضرورت وجود الگوريتم‌هاي مکان‌يابي در شبکه‌هاي حسگر احساس مي‌گردد. در اين الگوريتم‌ها با استفاده از مکان دقيق تعداد کمي از حسگرها و معيارهاي اندازه‌گيري نظير فاصله و جهت، مکان حسگرها بدست مي‌آيند که در ادامه هر کدام از اين الگوريتم‌ها توضيح داده خواهد شد. به منظور شبيه‌سازي و ارزيابي کارايي سيستم هاي بي‌سيم متحرک و الگوريتم‌ها و پروتکل‌ها، از مدل‌هاي حرکتي استفاده مي‌گردد. در عمل دو نوع مدل براي شبيه‌سازي سيستم هاي متحرک وجود دارد: اثر حرکت35 و مدل‌هاي ترکيبي36. در يک مدل ترکيبي، يک سري از معاملات رياضي بيانگر مدل مي‌گردند درحالي‌که در مدل اثر حرکت که داراي دقت بالاتري نسبت به روش مدل ترکيبي ميباشد، با استفاده از مکان‌هاي حسگر متحرک و ارتباطات ميان آن‌ها مدل بيان مي‌گردد. به منظور شبيه‌سازي کامل يک پروتکل جديد براي يک شبکه بي‌سيم بايد يک مدل حرکتي انتخاب شود که نمايانگر حسگرهاي متحرکي باشند که انتظار مي‌رود در اين شبکه حرکت کنند و از خصوصيات يک مدل حرکتي اين است که حدالمقدور به حرکات واقعي يک حسگر متحرک نزديک باشد و تغييرات در سرعت و جهت بايد در بازههاي زماني منطقي اتفاق بيفتد. مدلهاي حرکتي نيز از ديدگاه زماني- مکاني به سه دسته تقسيم ميگردد: وابستگي زماني،
وابستگي مکاني، محدوديت جغرافيايي. مدلهاي وابستگي زماني، مدلهايي هستند که حرکت يک حسگر از تاريخچه حرکتي خود آن حسگر تاثير ميپذيرد. مدل‌هاي وابستگي مکاني، مدل‌هايي هستند که حسگرها با يک وابستگي فضايي حرکت مي‌کند و مدل‌هاي محدوديت جغرافيايي مدل‌هايي هستند که حسگرها در محدوده جغرافيايي خاصي مانند خيابانها و آزادراهها و … حرکت مي‌کند.
3-2- مکان‌يابي در شبکه‌هاي حسگر
در الگوريتم‌هاي رهگيري هدف لازم است که حسگرها، مکان خود را به صورت فيزيکي بدانند و همچنين مجهز کردن تمام حسگرها به سيستم‌هايي نظير 37GPS به دليل پاره‌اي محدوديت‌هايي چون عدم عملکرد GPS در محيط‌هاي دروني، هزينه بالاي اين کار و اندازه و توان محدود حسگرها اصلا مقرون به صرفه نيست. بنابراين الگوريتم‌هاي مکان‌يابي براي شبکه‌هاي حسگر که وظيفه رهگيري هدف را بر عهده دارند ضروري به نظر مي‌رسد. اين الگوريتم‌ها با استفاده از مکان دقيق تعداد کمي از حسگرها و معيارهاي اندازه‌ي مابين حسگرها، مانند فاصله و جهت، مکان حسگرها را به دست مي‌آورند. در زير انواع الگوريتم مکان‌يابي در شبکه‌هاي حسگر ارائه گرديده است.
3-2-1- الگوريتم زمان انتشار يک طرفه
در الگوريتم زمان انتشار يک طرفه38 [24]، از اختلاف بين زمان ارسال سيگنال در فرستنده و زمان دريافت سيگنال در گيرنده براي محاسبه فاصله بين حسگرهاي همسايه استفاده مي‌گردد و در نتيجه اين الگوريتم نيازمند اين است که حسگرهاي گيرنده و فرستنده با يکديگر همگام باشند. اين نياز موجب افزايش قيمت حسگرها با توجه به تقاضاي ساعت‌هاي دقيق‌تر و يا افزايش پيچيدگي شبکه‌ي حسگر با توجه به تقاضاي روش‌هاي همگام‌سازي سطح بالا مي‌شود.
3-2-2- الگوريتم زمان انتشار رفت و برگشت
در الگوريتم زمان انتشار رفت و برگشت39 [24]، از اختلاف بين زمان ارسال سيگنال توسط حسگر ارسال‌کننده و زماني که سيگنال بازتاب شده توسط حسگر ارسال‌کننده دريافت مي‌شود براي محاسبه فاصله بين حسگرهاي همسايه استفاده مي‌گردد و بنابراين اين الگوريتم نيازمند همگام‌سازي بين حسگرها نمي‌باشد. مهمترين خطايي که در اين الگوريتم وجود دارد مربوط به تاخير بازتاب سيگنال دريافتي توسط حسگر دوم مي‌باشد و به منظور رفع اين خطا، ميزان

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *