الگوریتم های مسیر یابی در شبکه های حسگر بیسیم

پوریا شیخ حسنی: دانشجو دکتر پرکار: استاد

درس روش تحقیق94پاییز

1

شبکه حسگر بیسیم چیست؟

متصلمهبهبیسیمصورتبهکهگرهزیادیتعدادباهاییشبکه.میشوند

وضروریومهماطالعاتآوریجمعهاشبکهایناصلیهدف.هاستگیرندهبهآنهاارسال

22

کاربرد این شبکه ها؟

33

چرا الگوریتم های مسیر یابی مهم هستند؟طول.هاستنوددرانرژیمحدودیتبیسیمحسگرهایشبکهدرموضوعترینچالشیهزمینایندرموضوعترینمهمازیکیعنوانبههاشبکهایندرکارآمدیوعمر.استتباهاشمسیریابیچونمهمهخیلیهاشبکهایندراطالعاتارسالوانتشاربنابراین

.برودبینازشبکهسریعودهدافزایشراانرژیمصرفمیتونه

44

انواع الگوریتم های مسیر یابی

مسیریابی مسطح . 1Flat – Sensor Protocols for Information via Negotiation (SPIN)– Directed diffusion (DD)

– Rumor routing

مسیریابی سلسله مراتبی. 2Hierarchical – Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH)– Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems (PEGASIS)– Static Clustering based Multi-hop Routing in Wireless Sensor Network(SCMR)

مسیریابی مکانی . 3Location – Geographic Adaptive Fidelity(GFA)

– Geographic and Energy Aware Routing(GEAR)

55

عوامل موثر در انتخاب نوع مسیریابی

داینامیک بودن شبکه. 1

جایگزاری حسگرها. 2

محدودیت انرژی. 3

مدل انتقال اطالعات. 4

ترکیب داده. 5

66

مسیریابی سلسله مراتبی

اصلیهدفبههکمسیریابیانجامبرایمراتبیسلسلهمسیریابی

هایشبکهدرکندمیاستفادهانرژیازکارآمدصورتازاتبیمرسلسلهمعماریدر.رودمیکاربهبیسیمسنسور

ادنفرستوپردازشبرایتوانمیباالترانرژیباهایگرهانرژیباهایگرهکهحالیدر.کرداستفادهسیگنالزدیکیندرحسگریعملیاتانجامبرایتوانمیراپایینتر.بردکاربههدف

77

Low-energy adaptive clustering hierarchy (LEACH)

Setفازدر upمیسودانتخابسرخوشهعنوانبهتصادفیصورتبهگرهیکیدکاندشدنسرخوشهبراینمیتواندبعددوردرشدهسرخوشهدورایندرکهایگرهشود

کمترT(n)آستانهحدازاگرکهمیکندانتخاب1و0بینتصادفیعددیکسنشورهر.میفرستدشبکهدرهاگرهیهمهبهراآنومیشودسرخوشهگرهآنباشد

SteadyفازدرمیکنندارسالخودسرخوشهبهراخودهایدادههاگرهتدمیفرساصلیایستگاهبهومیکندتجمیعخوددستهبینرااطالعاتخوشهسردوبارهکهمیرودSetupفازبهبودپایدارحالتدرشبکهکهمشخصزمانیکازبعد

کندانتخابجدیدسرخوشه

hierarchy Based

88

Low-energy adaptive clustering hierarchy (LEACH)

99

Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems (PEGASIS)

میگیردشکلزنجیرصورتبههاگرهبینارتباطزنجیرگیریشکلشروعکنترلیبستهارسالبهشروعگرهیک

میکندوزدهتخمینرافاصلهسیگنالدریافتیتوانرویازهمسایهگره

میفرستدکنندهارسالگرهبهعدیبزنجیرعنوانبهباشدداشتهرافاصلهکمترینکهایگره

میشودانتخابمشخصزمانییدورهدرزنجیردرگیریقرارترتیباساسبر

میشودمشخصهاگروهسر

hierarchy Based

1010

Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems (PEGASIS)

1111

Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems (PEGASIS)

کارآییدرLEACHبهنسبتبرترییلهفاصکردنمینیممباپویابندیدستهازناشیسربارحذف

هاارسالتعدادکردنکمباواطالعاتارسالمشکالت

استسختکلیاطالعاتآوردنبدستنیستخوببزرگمقیاسدر

داردزیادبسیارتاخیر

1212

Static Clustering based Multi-hop Routing in Wireless Sensor Network(SCMR)

عیینتقبلازومیباشدایستاصورتبهبندیدستهروشایندراستشده

اصلیوهگرکهمیشودتقسیمتودرتودایرهسهبهنظرموردمکانمیشودتقسیمگروهزیرچهاربهآنخودواست

راژیانربیشترینکهایگرهمرحلههردرسردستهانتخاببرایمیشودانتخابدستهسرعنوانبهباشدداشته

hierarchy Based

1313

Static Clustering based Multi-hop Routing

in Wireless Sensor Network(SCMR)

1414

Static Clustering based Multi-hop Routing in

Wireless Sensor Network(SCMR)ایستابندیدستهمزیت

عاتاطالتبادلیفاصلهشدنکوتاهباعثواستتریکنواختهادستهسرتوضیعمیشود

ریکمتانرژیمیشودباعثوهستندکوچکترنزدیکترندSinkبهکهاصلیهایگروهکنندمصرف

1515

SCMRو LEACHمقایسه بین الگوریتمپارامتر های شبیه سازی

100*100نود در مربعی بو طول 200در این شبیه سازی قرار دارد50*50به صورت تصادفی قرارداده میشوند و ایستگاه اصلی در مختصات

1616

اولین LEACHنود از بین برود در شبکه 150طول عمر شبکه تا زمانی که در مرحله SCMRاست ولی در شبکه 838نودی که میمیرد در مرحله

مرحله بیشتر میکند 300است که دوره ی زمانی پایدار را تا 11651717

ان طول عمر شبکه را برای تمام نود های شبکه نشان میدهد درصد زمدر % LEACH55پایداری در کل چرخه زندگی شبکه در پروتکل

پیشرفت کرده % SCMR31که در پروتکل % SCMR86الگوریتم است

1818

مصرف انرژی SCMRدیاگرام مصرف انرژی که ثابت میکند مدل .دارد LEACHکمتری در مقایسه با مدل

1919

نتیجه گیریدر کل الگوریتم های مسیریابی

Trade-offs Between Energy and Communication Overhead Savings

2028

با تشکر از توجه شما

پایان

2134