فهرست مطالب مقدمه. 1کلیات.. 21-1مقدمه. 21-2 بیان موضوع. 41-3 سابقه و ضرورت انجام تحقیق. 61-4 خلاصه فصل. 7فصل دوم8مباحث عمومی شبکههای حسگر بیسیم و الگوریتم کلونی مورچگان. 81-2معرفی شبکههای حسگر بیسیم82-2 معماری حسگر. 92-3 کاربرد92-4 اجزای سختافزاری شبکههای حسگر. 112-5 روشهایانتشاراطلاعاتدرشبكههایحسگر بیسیم122-5-1 روشهمهپخشی. 122-5-2 روششایعهپراكنی. 122-5-3 روش SPIN1132-5-4 روشپخشمستقیم132-5-5 روشمسیریابیجغرافیایی. 132-5-6 روشانتشاربیروندهنده142-5-7 روشانتشارجذبیكمرحلهای.. 142-5-8 روش LEACH.. 142-5-9 روش EDDD.. 142-6 محدودیتهای سختافزاری شبکههای حسگر بیسیم152-7 انرژی مصرفی در شبکههای حسگر بیسیم152-8 الگوریتم کلونی مورچگان. 162-9 ویژگیهای الگوریتم کلونی مورچگان. 172-10 کاربردهای الگوریتم کلونی مورچگان. 182-11-1 مسیریابی شبکههای کامپیوتری با استفاده از ACO.. 182-12 فلوچارت کلونی مورچگان. 192-13 خلاصه فصل. 20فصل سوم21مروری بر کارهای گذشته. 213-1 بهینهسازی مصرف انرژی در شبکههای حسگر بیسیم با استفاده از الگوریتم ژنتیک... 213-2 بهینهسازی انرژی با روشی مبتنی بر بازی اقلیت و اتوماتای یادگیری سلول. 213-3 بهینهسازی انرژی در ارتباطات در شبکههای حسگر بیسیم213-4 بهینهسازی انرژی با تحویل چند داده223-5 بهینهسازی انرژی با جلوگیری از چاههای انرژی و توزیع غیر یکنواخت گرهها223-6 الگوریتم مسیریابی برای شبکههای حسگر بیسیم223-7 مسیریابی قابل اعتماد و کارآمد در شبکههای حسگر بیسیم233-8 بیوگرافی از مسیریابی ترکیبی الهام گرفته از الگوریتم بهینهسازی باکتری.. 233-9 بهینهسازی انرژی با استفاده از تکنیک تجمیع دادهها233-10 مصرف قدرت و افزایش طول عمر شبکه در حین ارتباط گرههای حسگر در wsn. 243-11 اعتبار و کیفیت سرویس با استفاده از الگوریتم کلونی مورچگان. 243-12 بهینهسازی انرژی بر اساس تاریخچهای از پروتکل کنترل پنجره243-13 برای به دست آوردن بهترین ارتباط در شبکههای حسگر بیسیم با استفاده از الگوریتم ژنتیک و مقایسه و تجزیه و تحلیل 253-14 بهینهسازی انرژی بر اساس مکانیزم مسیریابی برمبنای اتصال و مکان. 253-15 بهینهسازی انرژی با استفاده از سیستم فازی.. 263-16 بهینهسازی انرژی با استفاده از شمای حفظ مکان مبدا263-17 خلاصه فصل. 26فصل چهارم27آزمايشهاوارزيابينتايج. 274-2اطلاعات مربوط به شبکه. 274-3 شرايط الگوريتم284-4پروتکل پيشنهادي.. 284-4-1ارسال مجدد antها به درون شبکه. 294-4-2انتخابPROXY براي نودهاي ايزوله. 294-5متوسطمصرفانرژي.. 304-6متوسطتعدادنودهايزنده304-7طولعمرشبکه. 314-8مجموعهآزمايشيومحيطپياده سازيواجرا.. 324-9خلاصه فصل. 32بحث و نتیجهگیری.. 336-1 نتیجهگیری.. 336-2 پیشنهادات.. 34منابع.. 35 فهرست جدولجدول 4-1پارامترهاي پيادهسازي................................................................................................................................39 فهرست شکل شکل 2-2 روش همه پخشی. 12شکل 2-3روش شایعه پراکنی. 13شکل 2-4 حرکت مورچگان در انتخاب کوتاهترین مسیر. 17شکل 2-6 فلوچارت کلونی مورچگان. 20شکل 4-1 نودهاي وکيل. 30 فهرست نمودارنمودار 4-1 درصد متوسط انرژی مصرف هر نود30نمودار 4-2 متوسط نودهاي زنده31نمودار 4-3متوسط طول عمر شبکه. 31 چکیدهﺍﻣــﺮﻭﺯﻩ ﺍﺳــﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯﺷــﺒﮑﻪهای ﺳﻨسور ﺑــﻲﺳــﻴﻢ (Wireless Sensor Network) ﺑﻪ ﺷﮑﻞﮔﺴﺘﺮﺩﻩﺍی ﺭﻭ ﺑﻪ ااست. ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﻏﺎﻟﺐ ﺍﺯ ﺑﺎﻃﺮی ﺑﺮﺍی ﺗﺎﻣﻴﻦ ﺍﻧﺮﮊی ﻣﺼﺮﻓﻲ ﺍﻳﻦ ﺳﻨﺴﻮﺭﻫﺎ ﻭ ﻫﻤﭽﻨــﻴﻦ ﻋــﺪﻡ ﺩﺳﺘﺮﺳــﻲ ﺁﺳــﺎﻥ ﺑــﻪ ﺳﻨﺴــﻮﺭﻫﺎ ﺩﺭ ﺑﺴــﻴﺎﺭی ﺍﺯ ﺍﻳــﻦ ﮐﺎﺭﺑﺮﺩﻫﺎ، ﻣﻬﻨﺪﺳﺎﻥ ﻭ ﻣﺤﻘﻘﺎﻥ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﻃﺮﺍﺣﻲ پروتکلﻫﺎی ﻣﺴـﻴﺮﻳﺎﺑﻲ ﺑﺎ خصوصیات انرژی مصرفی کم و افزایش طول عمر شبکه ترغیب شدهاند. ﺍﻳﻦ تحقیق، ﻳﮏ ﭘﺮﻭﺗﮑـﻞ ﻣﺴـﻴﺮﻳﺎﺑﻲ ﺗﻮﺯﻳـﻊﺷـﺪﻩ ﺭﺍ ﺑـﺮ ﺍﺳﺎﺱ ﺭﻭﺵ الگوریتم کلونی ﻣﻮﺭﭼﻪﻫﺎ ﺩﺭ ﺟﻬﺖ ﺑﻬﺒﻮﺩ ﭘﺎﺭﺍﻣﺘﺮﻫﺎی ﻣﺬﮐﻮﺭ ﺍﺭﺍﺋﻪ میدﻫﺪ. الگوریتم کلونی مورچگان یک الگوریتم متاهیوریستیک میباشد که توسط دوریگو و همکارانش برای حل برخی مشکلات ترکیبی بهینه سازی مانندمسئله فروشنده دوره گرد معرفی شد. الگوریتم کلونی مورچگان یکسری ویژگیهایی از جمله محاسبه توزیعی ، خودسازماندهی و بازخورد مثبت دارد که برای جستوجوی مسیر در شبکههای ارتباطی کاربرد دارد.در نهایت پروژه خود را با زبان قدرتمند متلب پیادهسازی کرده و شبیهسازیهای خود را ارائه نمودیم. ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺁﺯﻣﺎﻳﺸﺎﺕ ﮐﺎﻫﺶﻧﺰﺩﻳﮏ به %۴۰ ﻣﺼﺮﻑ ﺍﻧﺮﮊی ﻭ ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ 3ﺑﺮﺍﺑﺮ ﻃﻮﻝ ﻋﻤﺮ ﺷﺒﮑﻪ را نسبت به حالت عادی نشان میدهد.کلماتکلیدی : شبکه های حسگر بیسیم،الگوریتم کلونی مورچگان، مصرف انرژی فصل اول کلیات 1-1مقدمهامروزهبحثسيستمهايكنترلونظارتازراهدوريكيازمباحثپرچالشدرزمينهعلومالكترونيككامپيوترمیباشد، لذاتحقيقاتدرهرزمانيبهدنبالراهحليمیباشدتاشرايطخاصوانتظاراتمدنظرراپاسخدهد؛درشرايطوكيفيتكارييكسانهرچهنسبتهزينهبهكارائيپائينترباشد،همانقدرمحبوبيتآنشيوهبالاترخواهدرفت. براياگاهيازتغييراتمحيطاطرافوياوضعيتهرمجموعهنيازمنديكسريتجهيزاتيهستيمكهبعنوانحسگرشناختهمیشوندواينهاتغييرات مدنظر )تغييراتفيزيكيياشيميائي) رادرقالبيكپاسخ،بهمنظوراندازهگيريميزانتغييراتوياوجودآن،ارائهميدهند.پسازجمعآورياطلاعاتموردنيازميتوانسايرعملياترابراساسپاسخارائهشدهانجامداد. پيشرفتهاياخيردرزمينهالكترونيكومخابراتبیسيمباعثشدهبتوانيمگرههايحسگرچندكاره،باتوانمصرفيپائينوهزينهكمداشتهباشيمكهازنظراندازهخيليكوچكهستندوبرايمسافتهايكوتاهمیتوانندباهمارتباطبرقراركنند.اينگرههايحسگركوچكطبقنظريهشبكههايحسگر،دارايتجهيزاتحسكردن،پردازشدادههاومخابرهآنهاو همچنينمنابعانرژيودادهمحور ميباشند. تفاوتاصليشبکههايحسگرباسايرشبكههادرماهيتداده–محورپردازشيبسيارمحدوددرآنهاستكهموجبشدهتاروشهايمطرحشدهجهتانتقالدادههادرسايرشبكههاوحتيشبكههاييكهتاحدزياديساختاريمشابهشبكههايحسگردارند (مانندشبكههايموردي) ،دراينشبكههاقابلاستفادهنباشند.روندتوسعهاينشبكههادرحدياستكهمطمئنااينشبكههادرآيندهنزديك،نقشمهميرادرزندگيروزمرهماايفاخواهندكرد.ازكاربردهاييكهدرحالحاضربرايشبكهحسگرمطرحميشودوروزبهروزبرتعدادشانافزوده میشود،ميتوانبهكاربردهايينظيرعملرديابيدرمحيطهايگستردهجغرافيايي،سيستمهايامنيتي،نظارتبرسازههايبزرگ،نظارتبربيماراندارايوضعيتحساس،نظارتبرپارامترهايمحيطيدرمناطقيكهحضورانساندرآنهاخطرناكاستوبسياريكاربردهايديگراشارهكرد.شبكههايحسگردرواقعتجمعتعدادزياديازگرههايحسگرمیباشندكهدرمحيطپراكندهشدهاندوهركدامبهطورخودمختاروباهمكاريسايرگرههاهدفخاصيرادنبالميكنند.گرههابههمنزديكهستندوهر گرهايباگرهديگريمیتواندارتباطبرقراركندواطلاعاتخودرادراختيارگرهديگريقراردهدودرنهايتوضعيتمحيطتحتنظر،بهيكگره مركزيگزارشمیشود .تكنيکهاوشيوههايمورداستفادهدرچنينشبكههايوابستگيشديديبهماهيتكاربردشبكهداردوساختارتوپولوژيشبكه،شرايطجويومحيطی،محدوديتهاو ... عواملموثريدرپارامترهايكاراييوهزينهشبكهميباشند.لذاامروزهدرسرتاسردانشگاههايمعتبرومراكزتحقيقاتيكامپيوتري،الكترونيكيوبخصوصمخابراتي،شبكههايحسگربيسيم،يكزمينهتحقيقاتيبسيارجذابوپرطرفدارمحسوبميشود.تحقيقاتوپيشنهاداتزياديدرمباحثمختلفارائهشدهاستوهمچنانحجمتحقيقاتدراينزمينهسيرصعوديدارد .هدفاصليتمامياينتلاشهاوارائهراهكارها،داشتنسيستميباشيوههايكنترليساده،آسانوباهزينهپائينميباشدكهدرنهايتباپاسخگوييبهنيازمنديهايمابتوانددرمقابلمحدوديتها (پهنايباند،انرژي،دخالتهايمحيطي، فيدينگو...)ايستادگيكندوشرايطكليراطبقخواستههاوتمايلاتما (انتقالحجمزياداطلاعاتپرمحتوا،بقاءپذيريو طولعمربالا،هزينهپائينرافراهمسازد.لذامحققينجنبههایمختلفراتحليلوبررسيمينمايندوسعيميكنند ايدههايبهينهوكارارااستخراجكنند.اينايدههاميتوانندازمحيطوحشاطرافمانالهامگرفتهشدهباشدوبااستفادهازقوانينرياضيونظرياتتئوريوآماريميتوانآنهاراتحليلنمود. بهدلايلذكرشدهدربالا،بحثشبکههايحسگردرحالحاضريكيازمباحثداغدرمحافلعلمياستوروزبهروزبرنيزدر IEEEتعدادمقالههاييكهدراينموردمنتشرميشوندافزودهميگردد.درسالهاياخيرنيزچندكنفرانسمعتبر در همينزمينهبرگزارشدهاست. يكيازچالشهايمطرحدرزمينهشبكههايحسگر،نحوهمسيريابيوانتقالاطلاعاتجمعآوريشده،درگرههاياينشبكههاست. ازآنجاييكهاينشبكههاازلحاظميزانانرژيقابلدسترسيومنابعپردازشيموجود،محدوديتدارند، نميتوانازروشهايمطرحشدهبرايسايرشبكهها،درشبكههايحسگراستفادهكرد.الگوریتم کلونی مورچگان یک الگوریتم متاهیوریستیک میباشد که توسط دوریگو و همکارانش برای حل برخی مشکلات ترکیبی بهینهسازی مانند مسئله فروشنده دورهگرد معرفی شد. الگوریتم کلونی مورچگان یکسری ویژگیهایی از جمله محاسبه توزیعی، خودسازماندهی و بازخورد مثبت دارد که برای جستوجوی مسیر در شبکههای ارتباطی کاربرد دارد.]