Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Mahdavi
مهدی مهدوی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Arash Sahbafard
آرش صهبافرد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Using compressed sensing based on random walking for reducing energy consumption in wireless sensor networks
Wireless Sensor Networks (W) have been used in many applications during recent decades. In these networks, sensors are distributed over the different points of an area in various layouts. Basically, wireless sensors are used in detecting and transferring information due to their battery limitations. Therefore, energy consumption is a vital topic in these networks, and lots of algorithms and protocols in order to reduce the amount of energy had been proposed. Designing low complex systems with low energy consumption which can increase the lifetime of a network, besides preparing a balance between the transferred data and costs in a network are the greatest motivations in these studies. In this regard, compressed sensing is one of the methodologies for evaluating the related challenges. In this study, different methods proposed in energy reduction are introduced and a new evaluation based on compressed sensing is discussed. First of all, energy efficiency methods and their standards are considered besides compressed sensing methods in wireless sensor networks. After that, the way of using compressed sensing based on spatio-temoral features between the nodes is studied. In fact, using these features can be helpful in clustering the nodes and selecting a cluster head as a responsible node of a cluster for energy the efficiency of a network and increase its lifetime. In this thesis, a new algorithm in compressed sensing based on random walking in wireless sensor networks is proposed and it is shown that mentioned algorithm is not dependent on the sort of correlation between the nodes and can reconstruct the signal with higher accuracy. Also, a theorem is mathematically is proved to show the special reconstruction values in reconstructing the proposed algorithm. Keywords : Wiereless sensor Networks (W), Compressed sensing, Spatio-temporal Networks, Lifetime of a network
شبکههای حسگر بیسیم در بسیاری از زمینهها در سالهای اخیر مورد استفاده قرار گرفته است. در این گونه شبکهها حسگرها در نقاط مختلف و در آرایشهای متفاوتی چیده میشوند. به صورت متداول این حسگرها از باتریهای بسیار کوچکی برای تشخیص محیط و انتقال اطالعات استفاده میکنند. بنابراین مساله مربوط به میزان مصرف انرژی بسیار حائز اهمیت بوده و پروتکلها و الگوریتمهای زیادی به منظور کاهش میزان این انرژی مصرفی پیشنهاد شده است. نیازمندی به طراحیهایی با میزان پیچیدگی کم و مصرف انرژی پایین که باعث افزایش طول عمر محصول می شود و همچنین برقراری یک توازن بین میزان اطالعات تبادل شده با هزینههای اشاره شده از انگیزههای مهم برای انجام تحقیقات گسترده در رابطه با شبکههای حسگر بیسیم میباشند. در این راستا حسگری فشرده به عنوان یک روش مناسب به منظور بررسی چالشهای مرتبط مطرح میباشد. در این پایاننامه به بیان راه کارهای پیشنهادی برای بهینهسازی مصرف انرژی در شبکههای حسگر بیسیم و ارائهی یک راهکار جدید بر مبنای حسگری فشرده برای کاهش مصرف انرژی در حسگرها پرداخته میشود. در ابتدا به بررسی روش های موجود در رابطه با بهرهوری انرژی در شبکههای مختلف و استانداردهای مربوطه پرداخته شده و سپس به معرفی و بررسی روش حسگری فشرده پرداخته خواهد شد. سپس به بررسی چگونگی استفاده از حسگری فشرده در شبکههای حسگر بیسیم بر پایهی میزان همبستگی بین گرهها در جمعآوری اطالعات مورد نیاز برای بررسی یک ویژگی محیطی در شبکههای حسگر بیسیم پرداخته خواهد شد. در واقع بهرهگیری از همبستگیهای فضایی و زمانی بین گرهها، امکان تقسیم بندی گرهها به یک سری زیر گروه و انتخاب تصادفی گرهها از این زیر گروهها را به منظور بهینهسازی مصرف انرژی و افزایش طول عمر شبکه فراهم خواهد ساخت. سپس الگوریتم جدیدی بر مبنای حسگری فشرده با بهرهگیری از حرکت تصادفی بین گرهها در مدل پیاده شده در گرافهای توسعهدهنده مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج شبیهسازی بیانگر این است که الگوریتم پیشنهادی وابسته به نوع همبستگیها نبوده و اطالعات بازسازی شده خطای کمتریی در مقابل روشهای متداول شناخنه شده دارد. واژگان کلیدی: شبکه های حسگر بی سیم، حسگری فشرده، همبستگی فضایی و زمانی، طول عمر شبکه

ارتقاء امنیت وب با وف بومی