برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه و کلیات.. 1

1-1- مقدمه ای بر شبکه های حسگر بیسیم زیرآب.. 2

1-1-1- چالش های طراحی شبکه های حسگر بیسیم زیر آب.. 3

1-2- تعاریف ، فرضیات و ضرورت مسئله. 3

1-2-1- تعاریف… 4

1-2-2- فرضیات تحقیق.. 4

1-2-3- ضرورت تحقیق.. 5

1-3- هدف و نحوه رویکرد پژوهش…. 7

1-4- ساختار پایان نامه. 8

فصل دوم: ادبیات موضوع و بررسی پژوهش های مرتبط.. 11

2-1- مقدمه. 12

2-2- امواج صوتی و محدویت های آن.. 12

2-3- اجزاء شبکه حسگر بیسیم زیرآب.. 16

2-4- معماری های ارتباطی شبکه های حسگر بیسیم زیرآب.. 18

2-4-1- شبکه های حسگر زیرآبی دوبعدی ایستا برای نظارت کف اقیانوس… 18

2-4-2- شبکه های حسگر زیرآب سه بعدی ایستا برای نظارت ستونی اقیانوس… 19

2-4-3- شبکه سه بعدی با استفاده از زیرآبی های خود مختار. 20

2-5- کنترل توپولوژی.. 21

2-6- پوشش شبکه. 22

2-6-1- پوشش سراسری.. 22

2-6-2- پوشش مانعی.. 23

2-6-3- پوشش جاروبی.. 24

2-7- اتصال شبکه. 25

2-8- دستیابی همزمان به پوشش و اتصال شبکه. 26

2-9- الگوریتم ژنتیک و کاربرد آن در کنترل توپولوژی.. 28

2-9-1- مفاهیم اولیه در الگوریتم ژنتیک… 28

2-9-2- کاربرد الگوریتم ژنتیک در شبکه حسگر و کنترل توپولوژی.. 30

فصل سوم: روش پیشنهادی.. 33

3-1- مقدمه. 34

3-2- کنترل توپولوژی با هدف پوشش سراسری.. 34

3-2-1- ساختار کروموزوم ها 35

3-2-2- تابع برازندگی.. 37

3-2-3- عملگر انتخاب.. 39

3-2-4- عملگر تلفیق.. 41

3-2-5- عملگر جهش…. 42

3-2-6- تحلیلی آماری برای محاسبه میانگین درجه ی همسایگی.. 42

3-2-7- روند کلی.. 44

3-3- کنترل توپولوژی با هدف پوشش حفاظتی از یک شئ.. 45

3-3-1- تابع برازندگی.. 45

3-3-2- تحلیل آماری برای محاسبه میانگین درجه ی همسایگی.. 46

3-4- کنترل توپولوژی با هدف حفاظت از یک ورودی.. 46

3-4-1- تابع برازندگی.. 47

3-4-2- تحلیل آماری برای محاسبه میانگین درجه ی همسایگی.. 47

فصل چهارم: پیاده سازی و ارزیابی نتایج.. 49

4-1- مقدمه. 50

4-2- معرفی شبیه ساز Aqua-Sim.. 50

4-3- معرفی معیارهای بررسی کارایی سیستم.. 51

4-3-1- پوشش حجمی نرمال شده. 52

4-3-2- میانگین مسافت طی شده (ADT) 52

4-3-3- میانگین درجه ی همسایگی  (AND) 53

4-3-4- زمان استقرار (DT) 53

4-4- نتایج کنترل توپولوژی با هدف پوشش سراسری.. 54

4-4-1- آزمایش اول (به دست آوردن تعداد مناسب AUVها برای حداکثرسازی پوشش سراسری) 54

4-4-2- آزمایش دوم (مقایسه ی استفاده و عدم استفاده از میانگین درجه همسایگی) 56

4-4-3- آزمایش سوم (تاثیر از کار افتادن چند AUV) 61

4-4-4- آزمایش چهارم (تاثیر خطای مکان یابی گرهها) 66

4-4-5- آزمایش پنجم (تاثیر کاهش حرکت AUVها در هر گام) 69

4-4-5- آزمایش ششم (مقایسه روشهای پیشنهادی با روش قبلی) 71

4-5- نتایج کنترل توپولوژی با هدف پوشش حفاظتی از یک شئ.. 73

4-5-1- آزمایش اول (به دست آوردن تعداد مناسب AUVها برای محافظت شئ) 73

4-5-2- آزمایش دوم (محافظت از یک شئ) 75

4-6- نتایج کنترل توپولوژی با هدف پوشش حفاظتی از یک درگاه. 79

4-6-1- آزمایش اول (محافظت از یک درگاه) 79

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات.. 83

5-1- نتیجه گیری.. 84

5-2- پیشنهادات.. 85

فهرست منابع. 86

فهرست شکل ها

شکل 2-1- شبکه حسگر بیسیم زیر آب دوبعدی.. 19

شکل 2-2- شبکه حسگر بیسیم زیر آب سه بعدی.. 20

شکل 2-3-  شبکه حسگر بیسیم زیر آب سه بعدی با استفاده از AUVها 21

شکل 2-4- نمونه ای از پوشش سراسری حسگرها 23

شکل 2-5- پوشش مانعی الف)پوشش مانعی ضعیف ب)پوشش مانعی قوی.. 24

شکل 2-6-  نمونه ای از پوشش مانعی در فضای 3 بعدی.. 24

شکل 2-7- نمونه ای از پوشش جاروبی.. 25

شکل 2-8- طبقه بندی مسائل کنترل توپولوژی.. 26

شکل 2-9-  الگوی استقرار مبنی بر نوار برای رسیدن به پوشش و اتصال 2 تایی. 27

شکل 2-10- چهار الگوی استقرار معروف حسگرها در محیط. (a) شش گوشه، (b) مربع، (c) متوازی الاضلاع و (d) شبکه مثلثی (با مثلث متساوی الاضلاع). 27

شکل 2-11- فلوچارت الگوریتم ژنتیک… 30

شکل 3-1- محافظت چند AUV از یک ناحیه. 35

شکل 3-2- مدل حرکتی AUVها در فضای 3 بعدی.. 35

شکل 3-3- ساختار کروموزوم. 36

شکل 3-4- فاصله ی مطلوب یک گره از همسایگانش… 37

شکل 3-5- انتخاب به روش چرخ رولت.. 39

شکل 3-6- انتخاب به روش تورنتمنت.. 40

شکل 3-7- عملگر ترکیب دو نقطه ای.. 41

شکل 3-8- نمودار درجه میانگین همسایگی نسبت به محدوده ارتباطی  و تعداد گره ها 43

شکل 3-9- محافظت از یک شی توسط چند AUV.. 45

شکل 4-1- ارتباط Aqua-sim با سایر بسته ها در NS2. 51

شکل 4-2-  میانگین درصد حجمی به دست آمده نسبت به تعداد AUV ها در محیط.. 56

شکل 4-3- موضع گیری اولیه AUVها در محیط (آزمایش 1) 57

شکل 4-4- موضع گیری AUVها در محیط پس از اجرای شبیه سازی (الف) بدون کنترل درجه (ب) با کنترل درجه  58

شکل 4-5- نمودار پوشش حجمی نرمال شده (الف) بدون کنترل درجه (ب) با کنترل درجه. 58

شکل 4-6- میانگین درجه همسایگی نسبت به گام زمانی (الف) بدون کنترل درجه (ب) با کنترل درجه. 59

شکل 4-7- میانگین مسافت طی شده نسبت به گام زمانی (الف) بدون کنترل درجه (ب) با کنترل درجه. 60

شکل 4-8- میانگین بهترین برازندگی گره ها نسبت به گام زمانی (الف) بدون کنترل درجه (ب) با کنترل درجه  61

شکل 4-9- قرارگیری AUVها در محیط پس از شبیه سازی  (از کار افتادن چند AUV) 63

شکل 4-10-  نمودار پوشش حجمی نرمال شده نسبت به گام زمانی ( از کار افتادن چند AUV) 64

شکل 4-11- میانگین مسافت طی شده گره ها نسبت به گام زمانی ( از کار افتادن چند AUV) 64

شکل 4-12- میانگین درجه همسایگی گره ها نسبت به گام های زمانی ( از کار افتادن چند AUV) 65

شکل 4-13-  قرارگیری AUVها در محیط پس از شبیه سازی )خطای مکان یابی( 66

شکل 4-14- نمودار پوشش حجمی نرمال شده نسبت به گام زمانی  (خطای مکان یابی) 67

شکل 4-15- میانگین مسافت طی شده گره ها نسبت به گام زمانی (خطای مکان یابی) 68

شکل 4-16- میانگین درجه همسایگی گره ها نسبت به گام های زمانی (خطای مکان یابی) 68

شکل 4-17-  میانگین مسافت طی شده نسبت به گام زمانی در دو حالت ، 1=Pm و 0.7=Pm.. 71

شکل 4-18-  پوشش حجمی نرمال شده نسبت به گام زمانی زمانی در دو حالت ، 1=Pm و 0.7=Pm.. 71

شکل 4-19-  میانگین مسافت طی شده نسبت به گام زمانی (مقایسه ی روش ها) 72

شکل 4-20-  پوشش حجمی نرمال شده نسبت به گام زمانی زمانی  (مقایسه ی روش ها) 72

شکل 4-21- میانگین درصد حجمی به دست آمده نسبت به تعداد AUV ها در محیط  (محافظت از یک شئ) 75

شکل 4-22- موضع گیری AUVها در محیط پس از اجزای شبیه سازی (محافظت از یک شئ) 76

شکل 4-23- پوشش حجمی نرمال شده نسبت به گام زمانی (محافظت از یک شئ) 77

شکل 4-24-  میانگین مسافت طی شده گره ها نسبت به گام زمانی (محافظت از یک شئ) 77

شکل 4-25-  میانگین درجه همسایگی گره ها نسبت به گام های زمانی (محافظت از یک شئ) 78

شکل 4-26- بهترین برازندگی گره ها نسبت به گام زمانی (محافظت از یک شئ) 79

شکل 4-27- موضع گیری AUVها در محیط پس از اجزای شبیه سازی (محافظت از یک درگاه). الف- نمای سه بعدی ب- نمای دو بعدی   80

شکل 4-28- پوشش حجمی نرمال شده نسبت به گام زمانی (محافظت از یک درگاه) 81

شکل 4-29- میانگین مسافت طی شده گره ها نسبت به گام زمانی (محافظت از یک درگاه) 81

شکل 4-30- میانگین درجه همسایگی گره ها نسبت به گام های زمانی (محافظت از یک درگاه) 82

فهرست جداول

جدول 2-1- مقایسه ی سه تکنولوژی برای ارتباطات زیر آب.. 13

جدول 2-2- تاثیر فاصله پهنای باند در امواج صوتی.. 16

جدول 4-1- پارامترهای مورد نیاز در الگوریتم ژنتیک… 54

جدول 4-2- پارامترها  (به دست آوردن تعداد مناسب AUVها برای حداکثرسازی پوشش سراسری) 55

جدول 4-3- میانگین درصد پوشش حجمی نرمال شده نسبت به تعداد AUV ها در محیط.. 55

جدول 4-4- پارامترهای مورد استفاده (مقایسه ی استفاده و عدم استفاده از میانگین درجه همسایگی) 56

جدول 4-5- مقادیر حاصل از ارزیابی آزمایش مقایسه کنترل و عدم کنترل درجه همسایگی.. 60

جدول 4-6- پارامترها (تاثیر از کار افتادن چند AUV ) 62

جدول 4-7- مقادیر حاصل از ارزیابی آزمایش سوم  (از کار افتادن 4 AUV) 65

جدول 4-8- مقادیر حاصل از ارزیابی آزمایش چهارم (خطای مکان یابی) 69

جدول 4-9- پارامترها (به دست آوردن تعداد مناسب AUVها برای محافظت شئ ) 73

جدول 4-10-  میانگین درصد پوشش حجمی نرمال شده نسبت به تعداد AUV ها در محیط.. 74

جدول 4-11- پارامترها (محافظت از یک شئ) 75

جدول 4-12- مقادیر حاصل از ارزیابی آزمایش پوشش حفاظتی.. 78

جدول 4-13- پارامترها (محافظت از یک درگاه) 79

جدول 4-14-  مقادیر حاصل از ارزیابی آزمایش پوشش حفاظتی.. 82

چکیده

در سال­های اخیر استفاده از شبکه­ ­های حسگر بی­سیم زیر آب (UWSN)[1] برای بدست آوردن اطلاعات دقیق از دریاها و اقیانوس­ها توجه بسیاری از محققان را به خود جلب نموده است. در انجام ماموریت­های زیرآبی می­توان از تیمی از زیرآبی­های خودمختار[2](AUVs) استفاده نمود. این تجهیزات مجهز به انواع حسگرها جهت جمع­آوری داده در محیط زیر آب می­باشند. با استفاده از تکنیک­های هوش مصنوعی می­توان آن­ها را هوشمند نمود تا بدون نیاز به دخالت و کنترل انسانی عملیات مورد نظر خود را انجام دهند. ماموریت اصلی شبکه­های حسگر بی­سیم نظارت اهداف و کشف وقوع رویداد است. به واسطه­ی خاصیت تصادفی رویدادها و پارامترهای محیط، نقاط مورد توجه[3] در محیط، باید توسط حسگرها پوشش داده شود تا رویدادها مشاهده و گزارش داده شوند. کنترل توپولوژی مشخص­کننده­ی نحوه­ی ارتباطات حسگرها در شبکه و میزان پوشش ناحیه­ی مورد سنجش توسط حسگرها است. محیط زیر آب به صورت پویا تغییر می­کند. بنابراین در محیط­ زیرآب استفاده از رویکرد متمرکز برای کنترل توپولوژی مناسب نیست. پهنای باند ارتباطی محدود و نرخ خطای بیتی بالا در ارتباطات زیر آب می­تواند منجر به محدودیت اطلاعات کسب شده توسط آن­ها از محیط اطرافشان گردد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 802