کاهش مصرف انرژی در شبکه‌های حسگر بی‌سیم با استفاده از شبکه‌های عصبی SOM

اختصاصی از یارا فایل کاهش مصرف انرژی در شبکه‌های حسگر بی‌سیم با استفاده از شبکه‌های عصبی SOM دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پروژه 

ارشد رشته کامیوتر 

کاهش مصرف انرژی در شبکه‌های حسگر بی‌سیم

با استفاده از شبکه‌های عصبی SOM

150صفحه ورد  قابل  ویرایش 

10000تومان 

چکیده

 امروزه، در شبکه‌های حسگر بی‌سیم، پروتکل‌های مسیریابی مبتنی بر خوشه‌بندی از طریق تقسیم گره‌های همسایه به خوشه‌های مجزا و انتخاب سرخوشه‌های محلی برای ترکیب و ارسال اطلاعات هر خوشه به ایستگاه مبنا و سعی در مصرف متوازن انرژی توسط گره‌های شبکه، بهترین کارایی را از لحاظ افزایش طول عمر و حفظ پوشش شبکه‌ای در مقایسه با سایر روش‌های مسیریابی به‌ دست می‌آورند. با این وجود، همه پروتکل‌های خوشه‌بندی ارایه شده تاکنون، تنها نزدیکی جغرافیایی(همسایگی) را به عنوان پارامتر تشکیل خوشه‌ها در نظر گرفته‌اند. در این تحقیق، یک پروتکل جدید خوشه‌بندی متمرکز مبتنی بر انرژی با استفاده از شبکة عصبی نقشة خودسازماندهی برای شبکه‌های حسگر بی‌سیم ارایه می‌شود که قادر به خوشه‌بندی گره‌های شبکه بر اساس سطح انرژی و مختصات گره‌ها می‌باشد. این پروتکل با استفاده از تعداد مشخصی از گره‌های پرانرژی در شبکه و اعمال آن‌ها به عنوان وزن نورون‌های نقشة خودسازماندهی، نزدیک‌ترین گره‌های کم‌انرژی را جذب گره‌های پرانرژی می‌کند؛ به طوری که خوشه‌ها لزوماً از گره‌های مجاور تشکیل نشده و در واقع براساس دو پارامتر سطح انرژی و همسایگی، خوشه‌هایی با انرژی متوازن تشکیل خواهند شد. به علاوه یک تابع هزینه جدید به منظور تصمیم‌گیری در انتخاب گره‌های سرخوشه، پیشنهاد شده است که سعی در ترکیب معیارهای مختلف موثر در انتخاب بر اساس میزان اهمیت آن‌ها دارد. کارایی برتر این پروتکل از لحاظ افزایش طول عمر مفید شبکه و حفظ بهتر پوشش شبکه‌ای در مقایسه با پروتکل‌های پیشین نظیر LEACH و LEA2C و نیز تاثیر تابع هزینه پیشنهادی بر کارایی آن (با شبیه‌سازی) به اثبات رسیده است.

واژه‌های کلیدی: شبکه‌های حسگر بی‌سیم، شبکه عصبی، نقشه خودسازماندهی، کاهش مصرف انرژی، خوشه‌بندی.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                         صفحه

فصل1 مقدمه  1

1-1. مقدمه. 2

1-2. تعریف مساله و سئوالات اصلی تحقیق.. 3

1-3. فرضیه‌ها 4

1-4. اهداف تحقیق.. 4

1-5. روش تحقیق.. 5

1-6. مراحل انجام تحقیق.. 5

1-7. ساختار پایان‌نامه. 6

فصل2 مروری بر منابع مطالعاتی   8

2-1. مقدمه. 9

2-2. طبقه‌بندی روش‌های کاهش مصرف انرژی در شبکه‌های حسگر. 13

2-2-1. چرخة وظایف... 16

2-2-2. روش‌های داده‌گرا 18

2-2-3. روش‌های مبتنی بر قابلیت تحرک... 21

2-3. نقش شبکه‌های عصبی در کاهش مصرف انرژی شبکه‌های حسگر. 22

2-3-2. شبکه‌های عصبی در طرح‌های چرخه وظایف... 27

2-3-3. شبکه‌های عصبی در کاهش داده. 28

2-3-4. شبکه‌های عصبی در شبکه‌های حسگر متحرک... 38

2-4. نتیجه‌گیری... 40

فصل3 نقش شبکه‌های عصبی در مسیریابی انرژی آگاه  41

3-1. مقدمه. 42

3-2. ویژگی‌های مسیریابی در شبکه حسگر بی‌سیم.. 43

3-3. روش‌های مسیریابی در شبکه‌های حسگر بی‌سیم.. 45

3-3-1. مسیریابی مسطح.. 46

3-3-2. مسیریابی مبتنی بر مکان.. 47

3-3-3. مسیریابی سلسه مراتبی(مبتنی بر خوشه‌بندی) 48

3-3-4. پروتکل خوشه‌بندیLEACH... 49

3-3-5. پروتکل خوشه‌بندیLEACH متمرکز. 51

3-4. شبکه‌های عصبی در الگوریتم‌های مسیریابی آگاه از انرژی... 52

3-4-1. شبکة عصبی انتشار معکوس در کشف مسیر. 52

3-4-2. شبکة عصبی نقشة خودسازماندهی در مسیریابی.. 54

3-4-3. پروتکل‌های مسیریابی مبتنی بر نقشة خودسازماندهی.. 56

3-5. پروتکل خوشه‌بندی پیوندگرا وفقی با انرژی پایین.. 60

3-6. جمع‌بندی... 63

فصل4 پروتکل جدید پیشنهادی   64

4-1. مقدمه. 65

4-2. پروتکل مسیریابی خوشه‌بندی مبتنی بر انرژی خودسازمانده. 66

4-3. فرضیات الگوریتم.. 66

4-4. مرحلة خوشه‌بندی... 68

4-4-2. مرحلة اول : خوشه‌بندی با شبکة عصبی نقشة خودسازماندهی.. 69

4-4-3. مرحلة دوم : خوشه‌بندی با الگوریتم K-means. 76

4-4-4. مرحلة انتخاب سرخوشه. 78

4-5. مرحلة انتقال داده. 81

4-6. مرحلة خوشه‌بندی مجدد. 82

4-7. جمع‌بندی... 87

فصل5 نتایج شبیه‌سازی و تحلیل آن‌ها 88

5-1. مقدمه. 89

5-2. پارامترهای شبیه‌سازی... 89

5-2. نتایج شبیه‌‌سازی... 91

5-2-1. مقایسة نحوة تشکیل خوشه‌ها در EBCS  با پروتکل LEACH... 91

5-2-2. مقایسة کارایی EBCS با پروتکل‌های پیشین از لحاظ طول عمر شبکه. 93

5-2-3. ارزیابی تابع هزینه انتخاب  سرخوشه برکارایی EBCS.. 96

5-2-4. ارزیابی کارایی پروتکلEBCS در افزایش پوشش شبکه‌ای... 99

5-3. جمع بندی... 102

فصل6 جمع‌بندی و پیشنهاد‌ها 104

6-1. مقدمه. 105

6-2. یافته‌های تحقیق.. 107

6-3. نوآوری تحقیق.. 108

6-4. پیشنهاد‌ها 109

مراجع   111

واژه‌نامه  116