چکيده

شبکه حسگر بی­سیم زیر آب از تعدادی گره حسگر در داخل آب دریا و یک گره مرکزی به نام چاهک که در سطح آب قرار دارد تشکیل شده است. هر گره حسگر می­تواند در یک مسیر مستقیم به صورت چند گامی با چاهک در ارتباط باشد. مسیر­یابی در شبکه حسگر بی­سیم زیر آب یک چالش اساسی است زیرا انرژی محدود است و باتری توسط انرژی خورشیدی قابل شارژ شدن نیست.گره­های حسگر به علت آلودگی و خوردگی فلزات مستعد خرابی هستند. بازیابی اطلاعات به صورت دستی در این شبکه­ها باعث تاخیرهای طولانی می­شود. با توجه به اهمیت مصرف انرژی در این شبکه­ها در این پایان نامه با استفاده از منطق فازی یک مسیریابی مسطح مبتنی بر پروتکل مسیریابی AODV با هدف کاهش تاخیر مسیریابی ویافتن مسیر بهینه ارائه شده است. در این روش پارامترهای انرژی باقیمانده گره، فاصله گره تا چاهک و عمق گره تا سطح آب به عنوان پارامترهای ورودی منطق فازی در نظر گرفته شده است. باتوجه به خروجی ماژول فازی گره­هایی که کمترین تاخیر را داشته باشند برای مسیریابی انتخاب می­شوند. نتایج شبیه سازی نشان می­دهد که در روش پیشنهادی انرژی متوسط مصرفی، تاخیر، نرخ گم شدن بسته­ها نسبت به روش پایه کاهش می­یابد و نرخ تحویل داده بهبود داده می­شود.

واژه‌هاي كليدي: شبکه حسگر بی­سیم زیر آب، مسیریابی، منطق فازی.

 

فهرست مطالب

فصل ۱: تاریخچه شبکه های حسگر زیر آب

۱-۱-شرح مساله.. ۲

فصل ۲: مفاهیم اولیه شبکه های حسگر بیسیم زیر آب

۲-۱-مقدمه.. ۷

۲-۲-ساختار هر گره حسگر زیرآب… ۷

۲-۲-۲-محدودیت‌های سخت‌افزاری يک گره حسگر زیرآب… ۹

۲-۲-۳-معماري داخلي گره حسگر بی‌سیم زیرآب… ۱۰

۲-۲-۴-برخی ویژگی‌های ارتباطی شبکه حسگر بی‌سیم زیرآب… ۱۱

۲-۳-نتيجه‌گيري… ۱۴

فصل ۳: بررسی کارهای انجام شده در شبکه های حسگر زیر آب

۳-۱-مقدمه.. ۱۶

۳-۲-زمینه کاری… ۱۷

۳-۳-مسیریابی در شبکه حسگر بی‌سیم زیرآبی… ۱۹

۳-۳-۱-ارسال مبتنی بر بردار] ۱۶[. ۱۹

۳-۳-۲-مسیریابی باریکه متمرکز  ]۱۷[. ۲۱

۳-۳-۳-الگوریتم مسیریابی باانرژی متعادل و قابل‌اعتماد ]۱۸[. ۲۲

۳-۳-۴-پروتکل مسیریابی حامل اطلاعات ]۱۹[. ۲۴

۳-۳-۵-مسیریابی جهت‌دار بر مبنای انتشار] ۲۰[. ۲۵

۳-۳-۶-مسیریابی مبتنی بر عمق ]۲۱[. ۲۶

۳-۳-۷-مسیریابی مبتنی بر سکتور با پیش‌بینی مکان مقصد ]۲۲[. ۲۷

۳-۳-۸-معماری چندمسیری چاهک مجازی] ۲۳[. ۲۹

۳-۳-۱۰-روش حرکتی تحمل‌پذیر خطا  ]۲۵[. ۳۲

۳-۳-۱۱-تحویل داده مؤثر با کلونی کردن بسته] ۲۶[. ۳۳

۳-۳-۱۲-الگوریتم مسیریابی واقعی برای کاربردهای طولانی‌مدت ]۲۷[. ۳۴

۳-۳-۱۳-مسیریابی فشاری برای شبکه‌های حسگر زیرآبی ]۲۸[. ۳۵

۳-۳-۱۴-پروتکل خوشه‌بندی توزیع‌شده با کمترین هزینه  ]۲۹[. ۳۶

۳-۳-۱۵-شبکه‌های حسگر بی‌سیم ترکیبی زیرآبی]۳۰[. ۳۸

۳-۳-۱۶-مسیریابی مبتنی بر خوشه‌های موقتی] ۳۱[. ۳۹

۳-۳-۱۷-پروتکل مسیریابی احتمالی با چند چاهک [۳۲]. ۴۰

۳-۳-۱۸-الگوریتم خوشه‌بندی مبتنی بر مکان برای جمع‌آوری داده‌ها [۳۳]. ۴۱

۳-۳-۱۹-مسیریابی منبع آگاه از مکان [۳۴]. ۴۲

۳-۳-۲۰-مسیریابی انطباقی [۳۵]. ۴۳

۳-۴-معماری UWSN.. 44

۳-۴-۱-شبکه حسگر صوتی بی‌سیم دوبعدی (UW-ASN). 44

۳-۴-۲- UW-ASN.. 45

۳-۴-۳- شبکه‌های سه‌بعدی موتورهای زیرآبی خودمختار (AUV). 45

۳-۵-مصرف انرژی در شبکه‌های حسگر بی‌سیم زیرآبی… ۴۵

۳-۶-نمونه‌هایی از پروتکل مسیریابی باانرژی کارآمد.. ۴۶

۳-۶-۱-طرح خوشه‌بندی زیرآبی توزیع‌شده [۳۹]. ۴۶

۳-۶-۲-پروتکل مسیریابی باانرژی کارآمد [۴۰]. ۴۷

۳-۶-۳-پروتکل مسیریابی انرژی موثر]۴۶[. ۴۸

فصل ۴: ارائه روش پیشنهادی کاهش مصرف انرژی شبکههای حسگر زیرآب و ارزیابی آن

۴-۱- مقدمه.. ۵۲

۴-۲- مقدمه‌ای بر نظریه فازی… ۵۲

۴-۳- معرفی روش اصلی… ۵۵

۴-۴-  معرفی روش پیشنهادی… ۵۶

۴-۵-شرایط شبیه‌سازی… ۶۶

۴-۵-۱-آزمون میزان انرژی باقیمانده شبکه.. ۶۷

۴-۵-۲-آزمون تعداد بسته‌های مسیریابی… ۶۸

۴-۵-۳-آزمون نرخ تحویل بسته‌های اطلاعاتی شبکه.. ۶۹

۴-۵-۴-آزمون بار مسیریابی نرمال.. ۷۰

۴-۵-۵-آزمون تعداد بسته‌های ازدست‌رفته شبکه.. ۷۱

فصل ۵: جمع‌بندي و پيشنهادها

۵-۱- نتیجه گیری… ۷۴

۵-۲- پیشنهاد کارهای آتی… ۷۵

مراجع  ۷۶