تعداد صفحات : 8
نوع فایل : pdf
چکیده/مقدمه/نتیجه گیری/منابع
مقاله ارائه روشی فازی برای مسیریابی در شبکه های حسگر بی سیم
تعداد صفحات : 8
نوع فایل : pdf
چکیده/مقدمه/نتیجه گیری/منابع
تکنولوژی Wireless به کابر امکان استفاده از دستگاه های متفاوت ، بدون نیاز به سیم یا کابل ، در حال حرکت را می دهد.شما می توانید صنوق پست الکترونیکی خود را بررسی کنید، بازار بورس را زیر نظر بگیرید، اجناس مورد نیاز را خریداری کنید و یا حتی برنامه تلویزیون مورد علاقه خود را تماشا کنید.بسیاری از زمینه های کاری از جمله مراقبت های پزشکی، اجرا قوانین و سرویس های خدماتی احتیاج به تجهیزات Wireless دارند.تجهیزات Wireless به شما کمک می کند تا تمام اطلاعات را به راحتی برای مشتری خود به نمایش در بیاورید.از طرفی می توانید تمامی کارهای خود را در حال حرکت به سادگی به روز رسانی کنید و آن را به اطلاع همکاران خود برسانید.تکنولوژی Wireless در حال گسترش است تا بتواند ضمن کاهش هزینه ها، به شما امکان کار در هنگام حرکت را نیز بدهد.در مقایسه با شبکه های سیمی ، هزینه نگهداری شبکه های Wireless کمتر می باشد.شما می توانید از شبکه های Wireless برای انتقال اطلاعات از روی دریاها، کوهها و... استفاده کنید و این در حالی است که برای انجام کار مشابه توسط شبکه های سیمی، کاری مشکل در پیش خواهید داشت. شبکه های بی سیم یکی از تکنولوژی های جذابی هستند که توانسته اند توجه بسیاری را بسوی خود جلب نمایند و عده ای را نیز مسحور خود نموده اند. هرچند این تکنولوژی جذابیت و موارد کاربرد بالایی دارد ولی مهمترین مرحله که تعیین کننده میزان رضایت از آن را بدنبال خواهد داشت ارزیابی نیاز ها و توقعات و مقایسه آن با امکانات و قابلیت های این تکنولوژی است. نادیده گرفتن حقایق، امکانات فنی و موارد کاربرد این تکنولوژی نتیجه ای جز شکست و ...عدم رضایت نخواهد داشت. نکاتی که در اینجا به آنها اشاره میکنم مجموعه دانستههایی است که میتواند در انتخاب و یا عدم انتخاب شبکه بیسیم و بکارگیری موثر و مفید آن به شما کند.
فهرست مطالب
فصل اول شبکه های کامپیوتری
1-2-2 مدل شبکه مبتنی بر سرویس دهنده
1-2-3 مدل سرویس دهنده / سرویس گیرنده
1-4 انواع شبکه از لحاظ جغرافیایی
1-6-1 پروتکل کنترل انتقال / پروتکل اینترنت
1-6-2 پروتکل سیستم ورودی وخروجی پایه شبکه
1-7 مدل Open System Interconnection/ OSI
2-3 انتخاب شبکه بی سیم یا کابلی
2-5 شبکه های بی سیم، کاربردها، مزایا و ابعاد
2-7 WIMAX استاندارد جدید شبکه های بی سیم
2-8 پارا متر های موثر در انتخاب و پیاده سازی یک سیستم :WLAN
2-11 عناصر فعال و سطح پوشش WLAN
فصل سوم امنیت و مسیریابی درشبکه های بیسیم
3-2 منشاء ضعف امنیتی در شبکه های بی سیم و خطرات معمول
3-3 امنیت در شبکه های محلی بر اساس استاندارد 11 و 802.
3-4 سرویس های امنیتی WEP _ Authentication
3-5 سرویس های امنیتی Integrity, 802,11b – privacy
3 -6-1 استفاده از کلید های ثابت WEP
3-7 خطر ها ، حملات وملزومات امنیتی
3-8 مسیریابی در شبکه های بیسیم
3-9-1 ازدیدگاه نوع ذخیره کردن اطلاعات مسیریابی
3-10 انواع پروتکل های مسیریابی
3-10-1 پروتکل های مسیریابی Proactive
3-10-2 پروتکل های مسیر یابی بر مبنای تقاضا
پایاننامه کارشناسی ارشد رشته کامپیوترگرایش نرم افزار (M.Sc)
دستیابی به کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بیسیم با استفاده از آتوماتاهای یادگیر سلولی
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:188
فهرست مطالب:
چکیده 8
1- مقدمه 9
1-1- شبکه های حسگر بی سیم 9
1-1-1- مسائل مطرح در شبکه های حسگر بی سیم 12
1-1-2- پوشش محیط در شبکه های حسگر بی سیم 14
1-1-3- خوشه بندی در شبکه های حسگر بی سیم 15
1-1-4- تجمیع داده ها در شبکه های حسگر 16
1-2- کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بی سیم 17
1-2-1- کیفیت سرویس در شبکه های داده ای سنتی 19
1-2-2- کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بی سیم 21
1-3- آتوماتای یادگیر 24
1-3-1- آتوماتای یادگیر 26
1-3-2- معیارهای رفتار اتوماتای یادگیر 29
1-3-3- الگوریتمهای یادگیری 30
1-3-4- آتوماتای یادگیر با عملهای متغیر 34
1-4- آتوماتای یادگیر سلولی 35
1-4-1- آتوماتای سلولی 35
1-4-2- آتوماتای یادگیر سلولی (CLA) 39
1-5- اهداف پایان نامه و ساختار آن 42
2- پوشش محیط در شبکه های حسگر بی سیم با استفاده از آتوماتاهای یادگیرسلولی 44
2-1- مقدمه.................................. .................................. 44
2-1-1- اشکال مختلف طراحی 45
2-2- دسته بندی مسائل پوشش در شبکه های حسگر 46
2-2-1- پوشش ناحیه ای 47
2-2-2- پوشش نقطه ای 50
2-2-3- پوشش مرزی................................ ................................ 51
2-3- روش پوشش CCP 53
2-3-1- فرضیات مسئله 53
2-3-2- تشریح روش................................ ................................ 53
2-4- حل مسئله پوشش(k-پوششی ) با استفاده از آتوماتاهای یادگیر 55
2-4-1- فرضیات و مدل مسئله 57
2-4-2- روش تشخیص افزونه بودن نود حسگر 58
2-4-3- شبیه سازی................................ ................................ 68
2-5- جمع بندی............................... ............................... 75
3- خوشه بندی در شبکه های حسگر بی سیم با استفاده از آتوماتاهای یادگیر سلولی 76
3-1- مقدمه.................................. .................................. 76
3-2- کارهای انجام شده 80
3-2-1- پروتکل خوشه بندی LEACH 81
3-2-2- پروتکل خوشه بندی HEED 84
3-3- خوشه بندی در شبکه های حسگر بی سیم با استفاده از آتوماتاهای یادگیر 89
3-3-1- روش خوشه بندی پیشنهادی 90
3-3-2- شبیه سازی................................ ................................ 98
3-4- جمع بندی............................... ............................... 103
4- تجمیع داده ها در شبکه های حسگر با استفاده از آتوماتاهای یادگیر سلولی................... ................... 104
4-1- مقدمه.................................. .................................. 104
4-2- کارهای انجام گرفته 105
4-3- تجمیع داده ها در شبکه های حسگر با استفاده از اتوماتاهای یادگیر 108
4-3-1- بیان مسئله و مفروضات آن 109
4-3-2- تشریح روش پیشنهادی 111
4-4- شبیه سازی.............................. .............................. 115
4-4-1- ازمایش اول............................... ............................... 118
4-4-2- ازمایش دوم............................... ............................... 118
4-5- جمع بندی............................... ............................... 119
5- نتیجه گیری 120
6- پیوست الف: شبکه های حسگر بی سیم 121
6-1- تاریخچه شبکه های حسگر 121
6-2- ساختار هر گره حسگر 122
6-2-1- اجزاء درونی یک گره حسگر 122
6-2-2- محدودیتهای سخت افزاری یک گره حسگر 124
6-3- پشته پروتکلی 125
6-4- مزایای شبکه های حسگر بیسیم 126
6-5- کاربردهای شبکه های حسگر بیسیم 128
7- پیوست ب:آتوماتای یادگیرسلولی 132
7-1- تاریخچه آتوماتای یادگیر 132
7-2- معیارهای رفتار اتوماتای یادگیر 133
7-3- آتوماتای یادگیر با عملهای متغیر 135
7-4- آتوماتای یادگیر تعقیبی 136
7-5- آتوماتای یادگیر سلولی (CLA) 145
7-6- آتوماتای یادگیر سلولی باز(OCLA) 148
7-7- آتوماتای یادگیر سلولی ناهمگام (ACLA) 149
8- پیوست ج: شرح نرم افزار jsim و پیاده سازی الگوریتمهای پیشنهادی با آن 151
8-1- مقدمه.................................. .................................. 151
8-2- شبیه ساز jsim 152
8-3- پیاده سازی الگوریتم خوشه بندی پیشنهادی 153
8-4- پیاده سازی الگوریتم پوشش پیشنهادی 175
مراجع 180
چکیده :
یک شبکه حسگر بی سیم از تعداد زیادی از نودهای حسگر در یک ناحیه خاص تشکیل شده است که هر یک از آنها توانایی جمع آوری اطلاعات ازمحیط را دارا می باشد و داده های جمع آوری شده را به نود سینک ارسال می کند. هر چند که به طور کلی راجع به شبکه های حسگر بی سیم تحقیقات زیادی صورت گرفته است، در مورد کیفیت سرویس در این شبکه ها هنوز به اندازه کافی کار نشده است. کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بی سیم نسبت به شبکه های سنتی بسیار متفاوت است. از آنجایی که زمینه کاربرد این شبکه ها بسیار وسیع می باشد، پارامترهای کیفیت سرویس درآنها متفاوت است. بعضی از پارامترهایی که در ارزیابی کیفیت سرویس مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از: پوشش شبکه, تعداد بهینه نودهای فعال در شبکه, طول عمر شبکه و میزان مصرف انرژی.
تکنیکی که ما جهت بهبود پارامترهای کیفیت سرویس در شبکه ها ی حسگر مورد استفاده قرار داده ایم, روش هوشمند اتوماتاهای یادگیر سلولی(CLA) می باشد. اتوماتای یادگیر سلولی یک رهیافت مکاشفهای برای حل مسایل بهینهسازی پیچیده میباشد که بررسیهای اخیر برروی آن، کارایی مناسب آن را به عنوان تکنیکی برای حل اینگونه مسائل نشان داده است.
در این پایان نامه تعدادی از مسائل اساسی شبکه ها ی حسگر بی سیم مطرح گردیده و با هدف بهبود پارامترهای کیفیت سرویس این مسائل با استفاده از آتوماتاهای یادگیرسلولی حل گردیده اند.
ابتدا مسئله پوشش محیط در شبکه های حسگر را با استفاده از غیر فعال نمودن نودهای غیر ضروری و فعال نگه داشتن بهینه نودها حل می گردد. تا در مصرف انرژی صرفه جویی به عمل آمده و عمر شبکه افزایش یابد و بدین ترتیب به چند پارامتر کیفیت سرویس در شبکه های حسگر به طور همزمان توجه می گردد. سپس به مسئله خوشه بندی در شبکه حسگر پرداخته شده و با استفاده از آتوماتاهای یادگیر, شبکه های حسگر به گونه ای خوشه بندی می شوند که انرژی به صورت یکنواخت در شبکه بمصرف رسیده وعمر شبکه افزایش یابد. بنابراین در این روش خوشه بندی معیارهای کیفیت سرویس انرژی و طول عمر شبکه مد نظر قرار می گیرند. و بعد از ان با استفاده از آتوماتاهای یادگیر یک روش تجمیع داده های محیط حسگری پیشنهاد می گردد که در مصرف انرژی شبکه صرفه جویی به عمل آورده و عمر شبکه را افزایش می دهد ولذا به معیارهای انرژی شبکه, طول عمر و تعداد نودهای فعال توجه می گردد.
کلمات کلیدی: کیفیت سرویس، شبکه های حسگر بی سیم، پوشش، خوشه بندی، تجمیع داده ها، آتوماتای یادگیر
1- مقدمه
1-1-شبکه های حسگر بی سیم
شبکه های حسگر بی سیم[1] جهت جمع آوری اطلاعات در مناطقی که کاربر نمی تواند حضورداشته باشدمورد استفاده قرار می گیرند. در یک شبکه حسگر ، حسگرها به صورت جداگانه مقادیر محلی را نمونه برداری (اندازه گیری) می کنند و این اطلاعات را درصورت لزوم برای حسگرهای دیگر و در نهایت برای مشاهده گر اصلی ارسال می نمایند. عملکرد شبکه این است که گزارش پدیده هایی راکه اتفاق می افتد به مشاهده گری بدهد که لازم نیست از ساختار شبکه و حسگرها به صورت جداگانه و ارتباط آنها چیزی بداند. این شبکه ها مستقل و خودگردان بوده وبدون دخالت انسان کار می کنند. . معمولا تمامی گرهها همسان میباشند و عملاً با همکاری با یکدیگر، هدف کلی شبکه را برآورده میسازند. هدف اصلی در شبکههای حسگر بیسیم نظارت و کنترل شرایط و تغییرات جوی، فیزیکی و یا شیمیائی در محیطی با محدوده معین، میباشد[1, 2]. شبکه حسگر بیسیم نوع خاصی از شبکههای موردی[2] است. مبحث شبکه های حسگر بی سیم یکی از موضوعات جدید در زمینه مهندسی شبکه و فناوری اطلاعات می باشد.
پیشرفتهای اخیر در طراحی و ساخت تراشه های تجاری این امکان را به وجود آورده است که عمل پردازش سیگنال و حس کنندگی در یک تراشه انجام گردد که به این قطعات حسگرهای شبکه بی سیم گفته می شود که شامل سیستم های میکروالکترومکانیکی [3](MEMS) مانند حسگرها، محرک ها[4] و قطعات رادیویی RF می باشد.
حسگرهای بی سیم کوچکی تولید شده است که قابلیت جمع آوری داده از فاصله چند صد متر و ارسال داده بین حسگرهای بی سیم به مرکز اصلی را دارا می باشد و با این تکنولوژی اطلاعات دما - نوسانات، صدا، نور، رطوبت، و مغناطیس قابل جمع آوری می باشد. که این حسگرهای بی سیم با هزینه کم قابل نصب در شبکه های حسگر بی سیم می باشد. اما کوچک شدن حسگرهای بی سیم دارای معایبی نیز می باشد. تکنولوژی نیمه هادی باعث بوجود آمدن پردازنده های سریع با حافظه بالا شده است اما تغذیه این مدارات هنوز هم یک مشکل اساسی است که محدود به استفاده از باتری گردیده است.بخش منبع تغذیه یک بخش مهم و محدود است که در صورتیکه از باطری در این شبکه ها استفاده شود تعویض باطری ها در حالتی که تعداد نودهای شبکه زیاد باشد کاری سخت و دشوار خواهد بود و نودها به منظور ذخیره و صرفه جویی در مصرف انرژی مجبور به استفاده از ارتباطات برد کوتاه خواهند شد. تفاوت یک حسگربی سیم کارآ و یک حسگر بی سیم که دارای کارایی کم از نظر انرژی است در عملکرد آنها در ساعت ها نسبت به هفته ها می باشد. افزایش اندازه شبکه WSN باعث افزایش و پیچیدگی مسیریابی وارسال اطلاعات به مرکز اصلی می باشد. اما همچنان مسیریابی و پردازش نیاز به انرژی دارند. بنابراین یکی از نکات کلیدی در توسعه و ارائه الگوریتمهای مسیریابی جدید، کاهش و صرفه جویی انرژی مصرفی است. بخش های مختلف شبکه های سنسور بی سیم باید شبیه سازی و مدلسازی گردند تا کارآیی آنها مورد بررسی واقع شود. برای اینکار شبکه های حسگر بی سیم حسگر به گرافهایی نگاشت میشوند که در این گرافها هر گره مطابق با یک نود در شبکه بوده و هر لبه بیانگر یک پیوند یا کانال ارتباطی بین دو نود در شبکه خواهد بود.اگر ارتباط بین نودها در شبکه دو جهته باشد گراف نگاشت شده بدون جهت خواهد بود و اگر ارتباط بین نود ها در شبکه نا متقارن باشد در آن صورت گراف نگاشت یافته جهتدار خواهد بود. البته مدل ارتباطی بین نودها در شبکه میتواند یک به یک یا یک به همه باشد. فراهم آوردن یک مدل عملی برای حسگرها یک کار پیچیده و دشواری می باشد که این به خاطر تنوع در انواع مختلف حسگرها هم از نظر ساختاری و هم از نظر اصول و اساس کار آنها دارد. شبکه های حسگر دارای ویژگیهای منحصر به فرد هستند که این امر باعث شده است تا پروتکل های خاصی برای آنها در نظر گرفته شود.
در شبکه های بی سیم حسگر فقط یک یا دو ایستگاه پایه وجود دارد و تعداد زیادی نودهای حسگر در محیط پخش گردیده اند. به علت محدودیت برد این حسگرها و انرژی باتری خیلی از نودها قادر به ارتباط مستقیم با ایستگاه پایه نمی باشند. اما سریعاً با تکیه بر نودهای نظیر خود و نودهای حسگر دیگر، به ارتباط با ایستگاه پایه می پردازد که در شبکه های [5]MANET نیز این عمل توسط نودهای معمولی انجام می شود.
معماری ارتباطات شبکههای حسگر بیسیم در شکل 2-4 دیده میشود[1]. در شبکههای حسگر بیسیم، تعداد زیادی گره با امکانات مخابره، پردازش، حس کردن محیط و ... در محیطی با چهارچوب معین پراکنده شدهاند. رویداد اتفاق افتاده و یا سوالات پرسیده شده از سوی گره مرکزی[6] و ماموریت محوله بر هر گره موجب میشود، ارتباطاتی بین گرهها برقرار شود. اطلاعات رد و بدل شده میتواند گزارشی از وضیعت محدوده که زیر نظر گرههای حسگر میباشد به گره مرکزی و یا درخواستی از سمت گره مرکزی به سمت گرههای حسگر باشد. گره مرکزی به عنوان درگاه ارتباطی شبکه حسگر با سایر سیستمها و شبکههای مخابراتی، در واقع گیرنده نهایی گزارش از گرههای حسگر میباشد و بعد از انجام یکسری پردازشها، اطلاعات پردازش شده را به کاربر ارسال میکند (با استفاده از یک رسانه ارتباطاتی مانند اینترنت، ماهواره و ...). از سوی دیگر، درخواستهای کاربر نیز توسط این گره به شبکه انتقال مییابد.
و...
شبکه های حسگر بیسیم، نوع خاصی از شبکه های کامپیوتری هستند که برای انجام کارهای نظارتی تعبیه شده اند. این شبکه ها از تعداد زیادی (حتی هزاران) گره کوچک با قابلیت و قدرت پایین و همچنین ارزان قیمت تشکیل شده اند. این گره ها که هر کدام سنسور نامیده می شوند، می توانند اطلاعاتی را از محیط اطراف خود دریافت کرده و با انجام یکسری عملیات، اطلاعات را برای همسایگان خود ارسال کنند. در شبکه های حسگر بیسیم پروتکل های بسیاری به موضوع مسیریابی پرداخته اند. این پروتکل ها می توانند از دید ساختار شبکه به دسنه مسیریابی تخت، سلسله مراتبی و مبتنی بر مکان تقسیم شوند. در مدل تخت همه گره ها نقش یا کار مساوی دارند اما در سلسله مراتبی گره ها نقش مختلفی بازی می کنند و در مدل مبتنی بر مکان نیز از موقعیت گره های سنسور برای مسیردهی داده در شبکه استفاده می شود. انواع مختلف این پروتکل ها در اینجا مورد بررسی قرار گرفته و در مواردی با پارامترهایی با هم مقایسه شده اند.
کلمات کلیدی: شبکه های حسگر بیسیم، پروتکل، مسیریابی، گره، انتقال داده.
فهرست مصالب
1-2 معرفی شبکه های حسگر بیسیم. 2
1-4-1 اجزاء درونی یک گره حسگر 8
1-4-2 محدودیت های سخت افزاری یک گره حسگر 10
1-6 مزایای شبکه های حسگر بیسیم. 13
1-7 کاربردهای شبکه های حسگر بیسیم. 16
1-8 طراحی شبکه های حسگر بی سیم. 20
فصل دوم: مسیریابی در شبکه های حسگر بیسیم. 24
2-3 عوامل موثر در طراحی پروتکل های مسیریابی. 25
2-3-2 جایگذاری حسگرها در شبکه. 26
2-5-4 پروتکل TEEN و APTEEN.. 53
2-5-6 پروتکل Sensor Aggregates Routing. 58
2-6 پروتکل های مسیریابی مبتنی بر مکان. 64
فصل سوم جمع بندی و پیشنهادات.. 68
3 – 1 جمع بندی و پیشنهادات.. 69
فهرست اشکال
شکل1-1: معماری ارتباطات شبکه های حسگر بیسیم. 5
شکل1‑2: اجزاء درونی یک گره حسگر 9
شکل 1-3: پشته پروتکلی شبکههای حسگر 12
شکل 1-4: نمونه کاربردهای شبکههای حسگر بیسیم. 17
شکل 2-1: نحوه عملکرد پروتکلSPIN.. 32
شکل2-2: نحوه عملکرد پروتکل انتشار مستقیم. 35
شکل 2-3: خوشه بندی در شبکه های بیسیم. 42
شکل 2-4: نحوه خوشه بندی در پروتکل TEEN.. 54
فهرست جداول
جدول 2-1: مقایسه بینSPIN،LEACHو انتشار مستقیم. 47
جدول 2-2: مقایسه مسیریابی سلسله مراتبی و سخت.. 63
فصل اول مقدمات و کلیات
1-1 مقدمه
فناوری اطلاعات خیلی سریع به عنوان یک وسیله ضروری در جامعه مطرح شد. با رشد هر چه بیشتر این فناوری ضرورت به کارگیری کامپیوتر، برای رفع نیازها، در جامعه روز به روز بیشتر احساس میشود. پیشرفتهای اخیر در کاهش هزینهها و کوچک کردن وسایل محاسباتی، همچنین استفاده از تکنولوژیهای ارتباطی بیسیم و سنسورها، زندگی روزمره بشر را ساده کرده است. شبکههای سنسور یکی از تکنولوژیهای کلیدی در اینده خواهند بود. در سال 1999 مجله Business Weekاین شبکهها را یکی از مهمترین تکنولوژیهای قرن بیست و یکم معرفی کرد. دستگاههای ارزان و هوشمند با چندین سنسور داخل خود که به صورت بیسیم شبکه شدهاند، امکانات بینظیری برای اندازهگیری و کنترل در صنعت، کشاورزی، شهرها و محیط زیست فراهم کردهاند. شبکه های سنسور این تکنولوژی را برای استفاده در طیف وسیعی از سیستمهای دفاعی، شناسایی و نظارت ارائه کردهاند
1-2 معرفی شبکه های حسگر بیسیم
شبکههای حسگر بیسیمجهت جمع اوری اطلاعات در مناطقی که کاربر نمیتواند حضورداشته باشدمورد استفاده قرار می گیرند. در یک شبکه حسگر ، حسگرها به صورت جداگانه مقادیر محلی را نمونه برداری (اندازه گیری) می کنند و این اطلاعات را درصورت لزوم برای حسگرهای دیگر و در نهایت برای مشاهده گر اصلی ارسال می نمایند. عملکرد شبکه این است که گزارش پدیده هایی را که اتفاق میافتد به مشاهده گری بدهد که لازم نیست از ساختار شبکه و حسگرها به صورت جداگانه و ارتباط انها چیزی بداند. این شبکه ها مستقل و خودگردان بوده وبدون دخالت انسان کار میکنند. معمولا تمامی گرهها همسان میباشند و عملاً با همکاری با یکدیگر، هدف کلی شبکه را براورده میسازند. هدف اصلی در شبکههای حسگر بیسیم نظارت و کنترل شرایط و تغییرات جوی، فیزیکی و یا شیمیائی در محیطی با محدوده معین میباشد. پیشرفتهای اخیر در طراحی و ساخت تراشههای تجاری این امکان را به وجود اورده است که عمل پردازش سیگنال و حسکنندگی در یک تراشه انجام گردد که به این قطعات حسگرهای شبکه بیسیم گفته میشود که شامل سیستمهای میکروالکترومکانیکی(MEMS)مانند حسگرها، محرکها و قطعات رادیوییRFمیباشد.
حسگرهای بیسیم کوچکی تولید شده است که قابلیت جمعاوری داده از فاصله چند صد متر و ارسال داده بین حسگرهای بیسیم به مرکز اصلی را دارا میباشد و با این تکنولوژی اطلاعات دما، نوسانات، صدا، نور، رطوبت، و مغناطیس قابل جمع اوری می باشد. که این حسگرهای بیسیم با هزینه کم قابل نصب در شبکههای حسگر بی سیم می باشد. اما کوچک شدن حسگرهای بیسیم دارای معایبی نیز میباشد. تکنولوژی نیمه هادی باعث بوجود امدن پردازندههای سریع با حافظه بالا شده است اما تغذیه این مدارات هنوز هم یک مشکل اساسی است که محدود به استفاده از باتری گردیده است.بخش منبع تغذیه یک بخش مهم و محدود است که در صورتیکه از باطری در این شبکهها استفاده شود تعویض باطریها در حالتی که تعداد نودهای شبکه زیاد باشد کاری سخت و دشوار خواهد بود و نودها به منظور ذخیره و صرفه جویی در مصرف انرژی مجبور به استفاده از ارتباطات برد کوتاه خواهند شد. تفاوت یک حسگر بیسیم کارا و یک حسگر بیسیم که دارای کارایی کم از نظر انرژی است در عملکرد انها در ساعتها نسبت به هفتهها میباشد. افزایش اندازه شبکه حسگر بیسیم باعث افزایش و پیچیدگی مسیریابی و ارسال اطلاعات به مرکز اصلی میباشد. اما همچنان مسیریابی و پردازش نیاز به انرژی دارند. بنابراین یکی از نکات کلیدی در توسعه و ارائه الگوریتمهای مسیریابی جدید، کاهش و صرفه جویی انرژی مصرفی است. بخشهای مختلف شبکههای سنسور بیسیم باید شبیهسازی و مدلسازی گردند تا کارایی انها مورد بررسی واقع شود. برای این کار شبکههای حسگر بیسیم حسگر به گرافهایی نگاشت میشوند که در این گرافها هر گره مطابق با یک نود در شبکه بوده و هر لبه بیانگر یک پیوند یا کانال ارتباطی بین دو نود در شبکه خواهد بود.اگر ارتباط بین نودها در شبکه دو جهته باشد گراف نگاشت شده بدون جهت خواهد بود و اگر ارتباط بین نودها در شبکه نا متقارن باشد در ان صورت گراف نگاشت یافته جهتدار خواهد بود. البته مدل ارتباطی بین نودها در شبکه میتواند یک به یک یا یک به همه باشد. فراهم اوردن یک مدل عملی برای حسگرها یک کار پیچیده و دشواری می باشد که این به خاطر تنوع در انواع مختلف حسگرها هم از نظر ساختاری و هم از نظر اصول و اساس کار انها دارد. شبکههای حسگر دارای ویژگیهای منحصر به فرد هستند که این امر باعث شده است تا پروتکلهای خاصی برای انها در نظر گرفته شود.
فهرست مطالب
مقدمه ..................................................................................................................6
تعریف و توضیح اجمالی زیست حسگر و انواع آن .............................................7
عناصر بیولوژیکی ............................................................................................ 18
عوامل مؤثر بر عملکرد .................................................................................... 33
کاربرد های مهم .............................................................................................. 42
مثال های تجربی .............................................................................................. 54
کاربرد های تجاری .......................................................................................... 61
فهرست اشکال
شکل 1 ) طرح کلی یک زیست حسگر ..............................................................7
شکل 2 ) بینی به عنوان یک زیست حسگر .........................................................8
شکل 3 ) الکترود اکسیژن کلارک .....................................................................10
شکل 4 ) نمایش ساده از زیست حسگر کلارک برای گلوکز ..............................11
شکل 5 ) جدول1 : سنجش های متداول و فوری برای تشخیص بیماری ها .........17
شکل 6 ) نمودار : بستگی سرعت واکنش به غلظت سوبسترا برای یک واکنش
که با آنزیم کاتالیز شده باشد ، درحالیکه غلظت آنزیم ثابت است.........20
شکل 7 ) الکترود موز ......................................................................................24
شکل 8 ) جدول2 : زیست حسگرهای مبتنی بر بافت و مواد مربوط به آن ..........24
شکل 9 ) جدول3 : مشخصات پاسخ زیست حسگرهای گلوتامین ......................26
شکل 10 ) حسگر آمپرومتری hCG.................................................................27
شکل 11 ) اندازه گیری اواسترادیول 17- بتا با استفاده از یک الکترود حساس
به یدید ............................................................................................28