بهبود فرايند تجميع داده ها در شبكه هاي حسگر بي سيم Data Aggregation Improvement In Wireless Sensor Networks

كارشناسي ارشد

ظهور منابع كوچك و پرقدرت انرژي ، پيشرفت در علوم الكترونيك ،مخابرات بي سيم و همچنين فناوري ساخت حسگرهاي توانمند و كم مصرف ، امكان كسب اطلاع از وقايع مختلف جهان اطراف را براي كاربران امروزي ممكن ساخته است . اين توانمنديها در شرايطي به خدمت گرفته مي شوند كه نمي توان با روشهاي مرسوم مانند نظارت مستمر انساني بر اين وقايع ،به جمع آوري داده از آنها نمود . وجود چنين امكاناتي ،مفهومي تازه از سيستم هاي اطلاع رساني را براي تصميم گيري كاربران آشكار نموده است . امروزه شبكه هاي حسگر بي سيم كماكان داراي محدوديت هاي كمبود انرژي ،پهناي باند ارتباطي ، فضاي ذخيره سازي و قدرت پردازش هستند . لذا اكثر تحقيقات فعلي به شكلي مستقيم يا غير مستقيم با هدف كاهش محدوديت هاي موجود در اين محيط انجام مي شوند . حسگرهاي موجود در محيط ، داده هاي جمع آوري شده خود را با منظور پاسخ گويي به پرس و جوهاي عنوان شده ، بين يكديگر مبادله مي كنند . بالا رفتن تعداد اين پيام ها علاوه بر مصرف انرژي ،اشغال پهناي باند را نيز به دنبال خواهد داشت . به همين دليل با هدف كاهش تعداد پيام هاي مذكور ،محول نمودن بخشي از فرايند پردازش پرس و جو به حسگرهاي دورن شبكه ،علاوه بر كاهش مصرف انرژي و پهناي باند ، پاسخ گويي به پرس و جوها نيز در مدت زمان كوتاه تري انجام خواهد شد . پرس و جوهاي تجميعي گونه اي از پرس و جوهاي اين محيط هستند كه حسگرها قادرند بخش پردارش داده ها را در جريان ارسال آنها به سوي ايستگاه اصلي انجام دهند . تحقيق بخش قابل توجهي از اين فرايند توسط حسگرهاي درون شبكه مي تواند علاوه بر دست يابي به داده هاي بر خط از وقايع درون شبكه و صرفه جويي در مصرف انرژي ، موجب كاهش قابل توجه انتقال داده ها در شبكه هاي حسگر شود . اين پروژه ضمن معرفي محيط شبكه هاي حسگر و ويژگيهاي آن و همچنين بانك اطلاعاتي و انواع پرس و جوها در اين محيط ،كانون توجه خود را بر روي تجميع داده ها توسط حسگرهاي دورن شبكه قرار داده است . و قصد دارد تا با مطالعه و معرفي فعاليت هاي انجام شده دراين خصوص ،روش تجميع پوياي داده ها در شبكه هاي حسگر را به عنوان روشي جديد به منظور انجام فرايند تجميع داده ها توسط حسگرهاي درون شبكه معرفي نمايد . دراين روش ضمن معرفي ويژگي پويايي شبكه هاي حسگر به عنوان اصلي ترين ويژگي آنها ،سعي شده است تا ضمن تبعيت از اين ويژگي ذاتي ،روشي پويا جهت تجميع داده ها توسط حسگرهاي درون شبكه بيان شود . به همين منظور با كنترل پارامترهاي تعيين كننده اين ويژگي ،مانند نرخ وقوع رخدادها ،انرژي باقيمانده در حسگرها و ... از انها به عنوان اصلي ترين عامل تغيير وضعيت در فرايند تجميع استفاده شده است . توجه به اين پارامترها ، حسگرهاي درون شبكه را قادر مي سازد تا با تشخيص تعداد مناسب حسگرهاي تجميع گر در هر زمان ،بهترين وضعيت را براي تجميع داده ها ،در محيط شبكه هاي حسگر بي سيم مورد بهره برداري قرار دهند . ارزيابي نتايج حاصل از شبيه سازي ميانگين 25 درصد كاهش در زمان پاسخ و 42 درصد كاهش در انرژي مصرفي را نشان ميدهد .

200371

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر مصطفي حق جو