بحث متقدم
ترتيب حسب
فلترة حسب
العديد من تطبيقات شبكات الحساسات اللاسلكية كتطبيقات حرائق الغابات ومراقبة البيئة تحبذ الاستفادة من حركة الأشخاص أو الأليات أو الحيوانات في الغابة لتحسين أداء الشبكة. قمنا في هذا البحث بتطوير بروتوكولنا السابق (بروتوكول التوجيه الشجري الديناميكي DT R) ليدعم الحركية في شبكات الحساسات اللاسلكية، وفي هذا الإطار قمنا أولاً بتقريب عملية حساب السرعة الحديه التي تمكن الحساس من الارتباط بنجاح مع المنسقات المجاورة. وقمنا ثانياً باختبار أداء البروتوكول (MDTR) في شبكة حساسات تحتوي على عدد من الحساسات المتحركة التي تقوم بإرسال الحزم باتجاه منسق الشبكة الرئيسي. بينت نتائج المحاكاة باستخدام محاكي الشبكات الإصدار الثاني NS2، تقريباً جيداً لحساب السرعة الحدية، كذلك أظهرت أداءً جيداً للبروتوكول MDTR من ناحية زمن التأخير ومعدل النقل وعدد القفزات مقارنة بالبروتوكول AODV والبروتوكول MZBR.
تعد عملية تحديد موقع عقد الحساسات اللاسلكية المنتشرة في الوسط ضرورية من أجل التطبيقات التي تعد فيها المعلومات المتعلقة بموقع التحسس معلومات مهمة كتطبيقات الأمن و الحماية و تتبع الأهداف و غيرها من التطبيقات. تصنف خوارزميات تحديد الموقع إلى نوعين: المع تمدة على المدى Range-based و غير المعتمدة على المدى (Range-free). ركزت الدراسة على الخوارزميات غير المعتمدة على المدى لأنها أقل كلفة من حيث متطلبات أجهزة العتاد الصلب المستخدمة. استخدم الماتلاب في محاكاة الخوارزميات، حيثُ جرى تقييم أدائها في ظل تغيير عدد العقد الشبكية، عدد العقد المرجعية، إضافة الى مجال اتصال العقد بغيةَ توضيحِ اختلافات الأداء من ناحية خطأ الموقع. أظهرت النتائج تفوق خوارزمية عدم الانتظام (Amorphous)، محققة دقة عالية في تحديد الموقع، و كلفة أقل بالنسبة الى عدد العقد المرجعية المطلوبة لتحقيق خطأ موقع صغير.
العديد من تطبيقات شبكات الحساسات اللاسلكية كتطبيقات حرائق الغابات و مراقبة البيئة تحبذ الاستفادة من حركة الأشخاص أو الأليات أو الحيوانات في الغابة لتحسين أداء الشبكة. قمنا في هذا البحث بتطوير بروتوكولنا السابق (بروتوكول التوجيه الشجري الديناميكي DTR ) ليدعم الحركية في شبكات الحساسات اللاسلكية، و في هذا الإطار قمنا أولاً بتقريب عملية حساب السرعة الحديه التي تمكن الحساس من الارتباط بنجاح مع المنسقات المجاورة. و قمنا ثانياً باختبار أداء البروتوكول (MDTR) في شبكة حساسات تحتوي على عدد من الحساسات المتحركة التي تقوم بإرسال الحزم باتجاه منسق الشبكة الرئيسي. بينت نتائج المحاكاة باستخدام محاكي الشبكات الإصدار الثاني NS2، تقريباً جيداً لحساب السرعة الحدية، كذلك أظهرت أداءً جيداً للبروتوكول MDTR من ناحية زمن التأخير و معدل النقل و عدد القفزات مقارنة بالبروتوكول AODV و البروتوكول MZBR
في هذا البحث قمنا بدراسة و مقارنة أشهر مقاييس جودة الوصلات داخل شبكات الحساسات اللاسلكية التي تعتمد على بروتكول التوجيه الشجري (CTP) المضّمن داخل نظام التشغيل (TinyOS) و ذلك من أجل عدة نماذج لشبكة حساسات لاسلكية، و قمنا بإجراء محاكاة لهذه المقايي س باستخدام محاكي الشبكات (TOSSIM) و ذلك من أجل تقييم أدائها.
تلعب بروتوكولات التحويل دورا أساسيا في تلبية متطلبات جودة الخدمة في الشبكة، إلا أن تحقيق هذا الأمر قد يتطلب عمليات إرسال و استقبال متكررة و بناء جداول تحويل تستهلك مصادر الحساسات إذا أخذنا بالاعتبار محدودية شبكات الحساسات اللاسلكية من حيث الطاقة المت وفرة و كمية التخزين. تم في هذا البحث مقارنة أداء بروتوكول التحويل AODV و بروتوكول التحويل الهرمي HR من ناحية معدل إيصال و خسارة الحزم، و زمن التأخير و التأرجح، و كمية الطاقة المصروفة في شبكة حساسات لاسلكية تعمل وفق المعيار 802.15.4 في الحالة التي تخرج فيها قسم من الحساسات عن العمل لفترات محددة. بينت النتائج أن بروتوكولات التحويل الهرمية تحقق أداء أفضل من حيث زمن التأخير و معدل النقل و كمية الطاقة المستهلكة من بروتوكول التحويل AODV، لكنها تعاني من فقد أكبر للحزم نتيجة انقطاع مسار التحويل الناتج عن تعطل الحساسات.
تُنشَرْ شبكات الحساسات اللاسلكية في بيئات معادية, و تستعمل في التطبيقات الحرجة مثل مراقبة ساحة المعركة و المراقبة الطبية، لذا فإن ضعف الأمن يعد مصدر قلق كبير. إن القيود الصارمة على مصادر شبكات الحساسات اللاسلكية تجعل من الضروري البحث عن حلول أمنية مع الأخذ بالحسبان تلك المصادر. يعد البروتوكول المدروس (Implicit Geographic Forwarding Protocol) (IGF) عديم الحالة، أي أنه لا يحوي جدول توجيه و لا يعتمد على معرفة طوبولوجيا الشبكة أو على وجود أو غياب أحد العقد من شبكة الحساسات اللاسلكية. طُوِّرَ هذا البروتوكول بتقديم مجموعة من الآليات لزيادة الأمن فيه. بحيث تبقي على ميزات ديناميكية الربط, و تؤمن دفاعات فعالة ضد الهجمات المحتملة. أمنت هذه الآليات التصدي لعدة هجمات منها هجوم الثقب الأسود و هجوم سايبل و هجوم إعادة الارسال, و لكن المشكلة كانت في عدم قدرة الآليات السابقة على التصدي للهجوم الفيزيائي. يتناول هذا البحث دراسة مفصلة للبروتوكول SIGF-2 و تقترح تحسيناً له. يتضمن التحسين استخدام مفهوم معرفة الانتشار ضمن خوارزمية مجموعة المفاتيح العشوائية في إدارة المفاتيح للتصدي للهجوم الفيزيائي. و قد أثبت نتائج المحاكاة من خلال مجموعة من البارامترات أن الاقتراح المقدم قد حسن من أداء الخوارزمية المدروسة.
وجهّت العديد من الأبحاث الحديثة تركيزها على مسألة وثوقية شبكات الحسّاسات اللاسلكية المستخدمة في التّطبيقات المختلفة, و خاصّة في الكشف المبكّر عن حرائق الغابات لضمان وثوقية إنذارات التّنبيه المرسلة من قبل الحسّاسات و التّقليل من معدّل الإنذارات غير ال صّحيحة. لذا حاولنا في هذا البحث تقييم وثوقية هذه الشبكات المستخدمة للكشف المبكّر عن الحرائق في محميّة الشّوح و الأرز بشكل رئيسي, من خلال تصميم شبكة حسّاسات لاسلكية هجينة تُحاكي تضاريس المحميّة و نمذجتها باستخدام برنامج المحاكاة Opnet14.5. تمت المحاكاة وفقاً لعدّة سيناريوهات من حيث سماحية عطل متزايدة للشّبكة ناتجة عن اندلاع الحريق و انتشاره بدءاً بسماحية 0%, و مقارنة نتائجها مع نتائج تطبيق المعادلات الرّياضية للوثوقية وفق حالات السّيناريوهات ذاتها. إضافةً لحساب التّوافرية النّهائية من خلال اقتراح آلية لتحسين وثوقية الشّبكة المستخدمة باستخدام الفائضية، أي إضافة العقد الحسّاسة الاحتياطية و التي تحلُّ مكان العقد التّالفة نتيجة الحريق, و قد أثبتت النّتائج زيادة الوثوقية بشكل ملحوظ. كما تمّ التّنبؤ بوثوقية الشّبكة المصمّمة بناءً على قيم وثوقية مختلفة للعقد المستخدمة باستخدام أحد أدوات الوثوقية و هو المخطّط الصّندوقي.
في هذا البحث قمنا بدراسة أكثر البروتوكولات الحيوية للتحكم بالوصول للوسط استخداماً في شبكات الحساسات اللاسلكية, و اخترنا في دراستنا كل من البروتوكول المستوحى من مستعمرة النمل المثلى, و البروتوكول المستوحى من مستعمرة النحل المثلى, و البروتوكول المستوح ى من أسراب الطيور, و قمنا بعمليات مقارنة لهذه البروتوكولات الحيوية فيما بينها و مع بروتوكول تقليدي غير حيوي, و ذلك وفق معايير أداء الشبكة و نسبة التسليم (الوثوقية) و طول عمر الشبكة.
غالباً ما يتم نشر شبكات الحساسات اللاسلكية بشكل عشوائي باستخدام طائرة على سبيل المثال، لذا لا يمكن الحصول على مواقع غالبية هذه العقد بشكل مسبق. لذلك، سينتج لدينا ما يسمى مشكلة تحديد الموقع، أي كيف يتم الحصول على معلومات موقع العقد المجهولة، و يعد هذا الموضوع من أهم مواضيع هذه الشبكات. لا يمكن لشبكات الحساسات اللاسلكية أن تعمل بشكل صحيح دون معلومات الموقع. يعد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) نظام تحديد المواقع الأكثر استخداماً و نضجاً في الوقت الحاضر. و لكن لأن العقد عادة ما يكون عيبها هو ارتفاع نفقاتها، و حجمها الكبير، و ارتفاع تكلفتها، كما أنها تتطلب بناء قاعدياً خاصاً بالـ GPS، لذا فإن GPS غير قابل للتطبيق في هذه الشبكات التي هي بطبيعتها ذاتية التكوين منخفضة التكلفة، و كذلك فإنه من المستحيل أن يتم تثبيت GPS لكل عقدة حساس. سندرس في هذه البحث آليات تحديد الموقع غير المعتمدة على GPS و المستخدمة في شبكات الحساسات اللاسلكية، و سيتم اختبار فعالية استخدام خوارزمية ميوزيك MUSIC في تحديد زوايا ورود الإشارة اعتماداً على تكنولوجيا SDMA و هوائي ESPAR.
يشكل استخدام شبكات الحساسات اللاسلكية في مراقبة الزراعات المحمية، والتحكم بها، واحداً من المجالات التي لاقت رواجاً واسعاً في الآونة الأخيرة، لما تقدمه هذه الشبكات من خدمات، وتسهيلات، ووثوقية على مستوى المراقبة والتحكم. يسهم هذا البحث في دراسة تطبي ق هذه التقنية على البيوت البلاستيكية المنتشرة في بلدنا، وعلى مساحات واسعة. ويقدم حلولاً لعمل شبكات المراقبة والتحكم الخاصة بذلك في الزمن الحقيقي، وبما يضمن أداء جيداً وفقاً لمعايير تقييم أساسة، مثل تخفيض التأخير الزمني، وزيادة في النفاذية ، وزيادة نسبة تسليم الرزم، وتخفيض عدد الرزم المفقودة، مع زيادة حمل الشبكة. وضِع من أجل ذلك عدد من السيناريوهات التي تماثل واقع بناء وتشغيل البيوت البلاستيكية في منطقتنا، اعتماداً على تقنية ZigBee. وقد تم اختبار سيناريوهات عمل شبكات الحساسات اللاسلكية، باستخدام المحاكاة، بما يسمح باستنتاج التوصيات للاسترشاد بها حين العمل على تركيب مثل هذه الشبكات في أماكنها لتعمل بالشكل الأفضل، وذلك من أجل مساحات مختلفة وعدد كبير من الصالات