اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدبروتوكول التوجيه الشجري الديناميكي المتنقل (MDTR) في شبكات الحساسات اللاسلكية المعتمدة على تقنية ZigBee/802.15. 4
Mobile Dynamic Tree Routing Protocol (MDTR) in ZigBee /802.15.4 based Wireless Sensor Network
1552
1 21
0.0
(
0
)
نشر من قبل
جامعة تشرين ورقة بحثية
تاريخ النشر
2018
مجال البحث
الهندسة الكهربائية والميكانيكية
والبحث باللغة
العربية
تمت اﻹضافة من قبل
مهند عيسى
اسأل ChatGPT حول البحث
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 DTR) 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.
Many wireless sensor network applications like forest fire detection and environment monitoring recommend making benefit from moving humans, vehicles, or animals to enhance network performance. In this research, we had improved our previous protocol (Dynamic Tree Routing DTR) to support mobility in a wireless sensor network. First, we had mathematically approximated the speed threshold for mobile sensors, which enables them to successfully associate with nearby coordinators. Second, we test our (MDTR) protocol in a network with mobile sensors sending packets toward the network's main coordinator. The simulation results obtained from network Simulator (NS2) showed a good approximation of speed threshold, and good performance of MDTR in term of delay, throughput, and hop-count compared with AODV and MZBR Protocols.
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
تبحث هذه الورقة في تحسين بروتوكول التوجيه الشجري الديناميكي (DTR) لدعم الحركية في شبكات الحساسات اللاسلكية المعتمدة على تقنية ZigBee/IEEE 802.15.4. يهدف البحث إلى تحسين أداء الشبكة من خلال الاستفادة من حركة الأشخاص أو الآليات أو الحيوانات. تم تقريب السرعة الحدية للحساسات المتحركة رياضياً، واختبار البروتوكول (MDTR) في شبكة تحتوي على حساسات متحركة ترسل حزم البيانات إلى المنسق الرئيسي للشبكة. أظهرت نتائج المحاكاة باستخدام محاكي الشبكات NS2 تقريباً جيداً للسرعة الحدية وأداءً جيداً للبروتوكول MDTR من حيث التأخير، معدل النقل، وعدد القفزات مقارنة ببروتوكولات AODV و MZBR. تم استخدام معايير أداء مثل نسبة تسليم الحزم، التأخير من طرف إلى طرف، وعدد القفزات لتقييم ومقارنة أداء البروتوكولات المختلفة. أظهرت النتائج أن MDTR يتفوق على بروتوكولات AODV وMZBR في معظم معايير الأداء.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: على الرغم من أن الورقة تقدم تحسينات ملحوظة في بروتوكول التوجيه الشجري الديناميكي لدعم الحركية في شبكات الحساسات اللاسلكية، إلا أن هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، الورقة تركز بشكل كبير على الجانب الرياضي والتقني دون تقديم تحليل كافٍ لتأثير هذه التحسينات في سيناريوهات واقعية. ثانياً، لم يتم تناول تأثير العوامل البيئية مثل التداخل والتضاريس على أداء البروتوكول بشكل كافٍ. ثالثاً، يمكن تحسين الورقة بإضافة تجارب ميدانية حقيقية لدعم نتائج المحاكاة. وأخيراً، قد يكون من المفيد مقارنة البروتوكول مع مجموعة أوسع من البروتوكولات الأخرى لتقديم صورة أكثر شمولية عن أدائه.
أسئلة حول البحث
-
ما هو الهدف الرئيسي من البحث؟
الهدف الرئيسي هو تحسين بروتوكول التوجيه الشجري الديناميكي (DTR) لدعم الحركية في شبكات الحساسات اللاسلكية وتحسين أداء الشبكة من حيث التأخير، معدل النقل، وعدد القفزات.
-
ما هي الأدوات المستخدمة في المحاكاة؟
تم استخدام محاكي الشبكات الإصدار الثاني (NS2) لاختبار أداء البروتوكول MDTR ومقارنته ببروتوكولات AODV و MZBR.
-
ما هي النتائج الرئيسية التي توصلت إليها الدراسة؟
أظهرت نتائج المحاكاة تقريباً جيداً للسرعة الحدية وأداءً جيداً للبروتوكول MDTR من حيث التأخير، معدل النقل، وعدد القفزات مقارنة ببروتوكولات AODV و MZBR.
-
ما هي النقاط التي يمكن تحسينها في البحث؟
يمكن تحسين البحث بإضافة تحليل لتأثير العوامل البيئية، وإجراء تجارب ميدانية حقيقية، ومقارنة البروتوكول مع مجموعة أوسع من البروتوكولات الأخرى.
المراجع المستخدمة
TENNINA, S. Snapshot of the IEEE 802.15.4 and ZigBee Protocols. in IEEE 802.15.4 and ZigBee as Enabling Technologies for Low-Power Wireless Systems with Quality-of-Service Constraints. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2013, pp. 3–25.
قيم البحث
اقرأ أيضاً
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
يلعب تخفيض استهلاك الطاقة للعقد المختلفة في شبكات الحساسات اللاسلكية دوراً هاماً وأساسياً في إطالة عمر هذه الشبكات. وكي لا يكون استهلاك الطاقة في بعض العقد كبيراً، وفي بعض العقد أقل، أو حتى صغيراً، فإن اختيار خوارزميات توزيع أدوار العقد، بين عقد طرفي
ة، وعقد توجيه، وتبديل هذه الأدوار، يلعب دوراً هاماً في إطالة عمر شبكات الحساسات اللاسلكية.
يقدم هذا البحث خوارزمية لتوزيع الأدوار بما يسمح بتشكيل نماذج شجرية متعددة لشبكة واحدة. وهذا يقدم الإمكانية لمنسق الشبكة بتبديل أدوار العقد مركزياً بتبديل النموذج الشجري كلما دعت الحاجة حسب مؤشرات استهلاك الطاقة في العقد. وتظهر النتائج أن استخدام الخوارزمية يؤدي إلى تحسن كبير في زمن حياة الشبكة يتراوح بين 2 و 4 مرات، وذلك حسب السماح بنوم واستيقاظ العقد أو عدم السماح بذلك. وذلك من أجل معدلات إرسال مختلفة.
وقد تم اختبار سيناريوهات عمل شبكات الحساسات اللاسلكية بالاعتماد على استخدام تقنية ZigBee، وباستخدام المحاكاة، اعتماداً على المحاكي الشبكي NS-2.
تظهر أهمية شبكات الحساسات اللاسلكية wireless sensor networks (WSN) باستخدامها في تطبيقاتٍ عديدة في مجالات الحياة المختلفة، كالرعاية الصحية، والمراقبة البيئية، والمجالات العسكرية والاقتصادية و الأتمتة الصناعية وتطبيقات عديدة أخرى.
ويحتل تطوير هذه
الشبكات وتحسين أدائها حيزاً هاماً من اهتمام مراكز الأبحاث والمعاهد العلمية المختصة. كما أن الاهتمام ببنى هذه الشبكات كمدخل إلى تحسين أدائها يعدُّ واحداً من أهم التقنيات والأساليب التي أعطت نتائجَ جيدةً في هذا المجال، وتُعدُّ البنية العنقودية واحدة من أهم البنى التي حظيت بالاهتمام المتزايد على مدى السنوات الأخيرة.
اقتُرح في هذا البحث تعديل بنية شجرة العناقيد Cluster tree بتقسيم العناقيد المكونة لشجرة العناقيد إلى مجموعات فرعية، وكل مجموعة من هذه المجموعات الفرعية تعمل كشجرة صغيرة من العقد. وتشير النتائج التي تم الحصول عليها بطريقة المحاكاة، إلى تحسن كبير على صعيد تقليل استهلاك الطاقة ومن ثمَّ زيادة في زمن حياة الشبكة، أي ضمان عمل الشبكة لفترات إضافية أطول، وذلك مقارنة بشجرة العناقيد التقليدية. ولكن ذلك كان على حساب انخفاض معدلات الإرسال ونسبة التسليم قليلاً في هذه الشبكات. مما يدفعنا إلى التوصية باستخدام هذه الطريقة بناء الشبكات المستخدمة في مراقبة الزراعات المحمية وغيرها من الشبكات ذات معدلات الإرسال المنخفضة
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.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
