روش توزیعشده هوشمند انرژی-کارا برای مسئله پوشش شبکههای حسگر بیسیم در کاربردهای مدیریت بحران
First Statement of Responsibility
/مهدی موثق نهند
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی برق و کامپیوتر
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۵
Name of Manufacturer
، راشدی
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی کامپیوتر، گرایش مهندسی نرمافزار
Date of degree
۱۳۹۵/۰۶/۱۶
Body granting the degree
تبریز
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
گرههای حسگر بیسیم به عنوان دستگاههای سختافزاری ارزان قیمت و کوچک در طی سالهای اخیر توجه زیادی را به خود جلب کردهاند .این گرهها به تعداد زیاد و معمولا به صورت تصادفی در ناحیه مورد نظر توزیع میشوند تا با همکاری یکدیگر و با استفاده از سختافزاری که در اختیار دارند اطلاعات را از محیط جمعآوری کرده و با ایجاد یک شبکه بیسیم، آنها را به کاربر نهایی منتقل کنند .علیرغم وجود امکانات سختافزاری لازم برای فعالیت خودمختار گرهها، منابع موجود در اختیار هر گره محدود است .مهمترین این محدودیتها، محدودیت منبع انرژی است چون بیشتر مواقع امکان جایگزینی باتری وجود ندارد .این مسئله محدودیتهایی را در تأمین کیفیت سرویسهای مورد انتظار شبکههای حسگر بیسیم ایجاد کرده است .یکی از مهمترین کیفیت سرویسها، پوشش است که چالش اصلی آن تأمین پوشش نزدیک به ۱۰۰ ناحیه مورد نظر بدون کاهش طول عمر شبکه است .برای حل مسئله پوشش روشهای توزیعشده مختلفی ارائه شده است که تلاش اصلی بیشتر آنها انتخاب مجموعهای حداقلی از گرهها موسوم به" مجموعه پوششی "به عنوان گرههای فعال در هر دوره زمانی است تا بقیه گرهها در وضعیت خواب مانده و انرژی خود را برای دورههای بعد ذخیره کنند .با این تدبیر ضمن تأمین کیفیت سرویس پوشش، طول عمر شبکه نیز افزایش مییابد .مشکل اصلی بیشتر روشهای ارائه شده عدم برخورداری از پشتوانه ریاضیاتی برای انتخاب گرهها است .از طرف دیگر در بیشتر روشها، فرض بر یکسان بودن نرخ وقوع رخداد در تمام نقاط شبکه است در صورتی که این فرض در کاربردهای مختلف به ویژه کاربردهای مدیریت بحران نظیر زلزله و سیل غیرقابل قبول است .در این پایاننامه روشی توزیعشده برای حل مسئله پوشش ارائه شده است، که از نظریه بازی به عنوان پشتوانه ریاضیاتی انتخاب گرهها استفاده میکند .مقایسه نتیجه شبیهسازی روش پیشنهادی با نتایج شبیهسازی روش OGDC و روش CESS نشان میدهد که در هر دو محیط با نرخ وقوع رخداد یکنواخت و غیریکنواخت، روش پیشنهادی بهتر از آن دو عمل کرده و نتایج بهتری به دست میآورد
Text of Note
Wireless Sensor Nodes have attracted a lot of attention in recent years as small-sized and low-cost hardware devices. These nodes usually are deployed randomly and in large numbers to monitor the region of interest. The nodes cooperate to gather events data and form a network to deliver the information to the end user. Though the nodes have the required hardware to operate autonomously, their resources are limited. The most important limitation of each node is its limited source of energy provided by its battery which cannot be replenished in many applications. This problem makes difficulties in providing the desired quality of services. One of the important quality of services needed in every applications is the coverage rate. The main challenge of this quality of service is to provide coverage rate of the region of interest near 100 without decreasing network lifetime. Many solutions have been proposed for this issue most of which try in each round to select minimum number of nodes as active nodes called cover set while keeping others in sleep mode to preserve energy and extend network lifetime. The main problem with most of the proposed methods is that their node selection approach lacks a mathematical basis. The next problem is that they usually assume that event rate in all parts of the region of interest is the same and thus the active nodes consume the same rate of energy. However, this assumption is not acceptable in many applications, especially in crisis and disaster (like flood, earthquake, and etc.) management. In this thesis we introduce a distributed method for tackling this challenge which uses Game Theory as a mathematical basis for selecting active nodes. The comparison of simulation results with the results of a well-known and a novel method shows that proposed method outperforms them from different aspects not only in uniform but also in non-uniform event distribution conditions