اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدتقييم أداء خوارزميات تحديد الموقع في شبكات الحساسات اللاسلكية
Evaluation Performance Of Localization Algorithms in Wireless Sensor Networks
1055
0 38
0.0
(
0
)
نشر من قبل
جامعة تشرين ورقة بحثية
تاريخ النشر
2018
مجال البحث
الهندسة المعلوماتية
والبحث باللغة
العربية
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
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: المعتمدة 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.
The location of wireless sensor nodes located in the center is necessary for applications where information about the site is important information such as security, protection, object tracking and other applications. localization algorithms are classified into two types: Range-based and Range-free. The study focused on Range-free localization algorithms because they are less expensive in terms of hardware requirements. The MATLAB was used to simulate the algorithms, whose performance was evaluated by changing the number of network nodes, the number of Anchor nodes, and the contract area of communication in order to illustrate performance differences in terms of localization error. The results showed the superiority of the amorphous algorithm, achieving high localization accuracy and lower cost for the number of Anchor nodes needed to achieve a small error.
المراجع المستخدمة
JEVTIC,M.;ZOONIC,N.Evaluation of Wireless Sensor Network Simulators. 17th Telecommunication forum TELFOR,Serbia, Belgrade, November 24-26, 2009
STOLERU,R.;HE,T.;STANKOVIC,J.A.Range-Free Localization. Secure Localization and Time Synchronization for Wireless Sensor and Ad Hoc Networks. Advances in Information Security, vol.30. Springer, Boston,vol.30,2007,3-33
SINGH,S.;SHAKYA,R.;YADUVIR,S.Localization Techniques in Wireless Sensor Networks International Journal of Computer Science and InformationTechnologie,vol.6, 2015,844-850
قيم البحث
اقرأ أيضاً
غالباً ما يتم نشر شبكات الحساسات اللاسلكية بشكل عشوائي مما يجعل إمكانية تحديد مواقع العقد المنشورة أمراً غاية في التعقيد، و هو ما يسمى مشكلة تحديد مواقع العقد.
إن أهمية معلومات مواقع العقد تأتي من السهولة التي تقدمها هذه المعلومات في عمليات التوجيه
و التحكم بالشبكة، الأمر الذي ينعكس بشكل من الأشكال على عمل الشبكة بشكل صحيح. في الوقت الحاضر، ظهر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الذي يعد أهم نظام تحديد المواقع، لكن تكلفة إضافته إلى كل عقدة باهظة، لاسيما في التطبيقات التي تعتمد على شبكات كبيرة الحجم، كما سيتسبب بزيادة حجم العقدة، لذا يمكن تجهيز عدد قليل من العقد بـ GPS، و التي ستساهم بدورها في مساعدة العقد الأخرى على معرفة مواقعها.سندرس في هذه البحث خوارزمية نظام تحديد الموقع (APS) المستخدمة في شبكة الحساسات اللاسلكية تحت الماء، و فيها تكون هناك بعض العقد مجهزة بـ GPS، و التي تساهم في تحديد مواقع العقد الأخرى المتبقية في الشبكة. و سيتم اختبار فعالية استخدام هذه الخوارزمية في تحديد موقع العقدة اعتماداً على المسافة المحسوبة من قبل عقد المرساة القادرة على تحديد موقعها.
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.
أدت كل من التكلفة المنخفضة و سهولة نشر شبكات الحساسات اللاسلكية إلى جعلها خياراً جذاباً للعديد من التطبيقات مثل تطبيقات مراقبة البيئة و التعقب في الزمن الحقيقي و الأمن و غيرها. و لكن في الواقع تتغذى عقد هذه الشبكات من البطاريات و تملك قيودا على الذاك
رة , و عرض الحزمة المتاح , و القدرة على المعالجة, مما جعلها توصف بأنها شبكات ذات طبيعة مقيدة للموارد و هذا ما فرض مجموعة من التحديات على تصميم و أداء هذه الشبكات . إن سعة البطارية المحدودة في عقد الحساسات جعل موضوع استهلاك الطاقة بفعالية و كفاءة تحدٍ رئيسي في هذه الشبكات. لذا توجب على بروتوكولات التوجيه أن تستخدم الطاقة بفعالية بهدف إطالة عمر الشبكة .
قمنا في هذه البحث بإجراء محاكاة لمجموعة من بروتوكولات التوجيه الهرمية و هي LEACH,SEP,DEEC,TEEN و تقييم أدائها مقارنة ببروتوكول النقل المباشر DT و ذلك في شبكات WSN المتجانسة و المتباينة باستخدام الماتلاب.
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.
تتكون شبكة الحساسات اللاسلكية الداعمة للوسائط المتعددة (WMSN) من عدد كبير من العقد الحساسة صغيرة الحجم، منخفضة الطاقة، ومحدودة الموارد، تنشر في حقل الاختبار. تمتلك هذه العقد القدرة على تحسس معطيات الوسائط المتعددة من البيئة المحيطة، وتخزينها، ومعالجت
ها وإرسالها في الزمن الحقيقي. تُعدّ قضية الأمن في هذه الشبكات إحدى القضايا المهمّة للدراسة، وذلك نظراً لطبيعتها الخاصّة، إضافة إلى أهمية تحقيق متطلبات الأمن الأساسية للمعلومات المُرسَلة عبر الشبكة. يُعدّ استخدام تقنيات التشفير من الأساليب الفعالة لتحقيق متطلبات الأمن الأساسية في هذه الشبكة. إنَ خوارزمية MQQ التي اقترحت حديثاً، هي إحدى خوارزميات المفتاح العام PKC، والتي حققت هذه الخوارزمية أداءً جيّداً مقارنةً مع نظيراتها من خوارزميات المفتاح العام الأخرى. نقدّم في هذا البحث دراسة تحليلية لتطبيق خوارزمية التشفير غير المتناظر MQQ في شبكات الحساسات اللاسلكية الداعمة للوسائط المتعددة. لتحقيق هدفنا استخدمنا صوراً حقيقية ملتقطة من قبل عقدة حساس لاسلكي داعم للوسائط المتعددة، وتم دراسة بعض البارامترات الهامّة التي تقيم أداء هذه الخوارزمية مثل حجم المفاتيح المولدة والصور المشفرة، وزمن التنفيذ، والحيز المحجوز من ذاكرة الحساس، إضافة إلى درجة تعقيد الخوارزمية المدروسة. أظهرت النتائج أن خوارزمية MQQ-ENC قدمت أداءً جيداً، إذ أن زمن تنفيذ العمليات أفضل مما هو عليه في خوارزمية RSA. كما بينت النتائج أيضاَ ضرورة أخذ الحجم الكبير للمفتاح العام بالحسبان عند تطبيقها في شبكات الحساسات اللاسلكية الداعمة للوسائط المتعددة.
الأسئلة المقترحة
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
