حسگر: شبکه معرفی گ��ره زي��ادي تع��داد از متش��كل است اي ش��بكه1)حس/ك��ار( حس��گر/كاران��داز ش��بكه

با بش��دت حس/ك��ار دارد. شبكه وجود كارانداز و/يا حسگر تعدادي گره هر كوچك. در طريق از و گرفته را محيط اطالع��ات حس��گرها طريق دارد. از تعامل ف��يزيكي محيط

است. هرگره سيم بي بصورت ها گره بين دهد. ارتباط مي نشان واكنش ها انداز كار كوچك بس�يار ف�يزيكي لح��اظ از نوعا و میکند کار انسان دخالت نوبد و مستقل بطور تغذي��ه, ... حافظ��ه, منبع پ��ردازش, ظ��رفيت ق��درت در هایی محدودیت ودارای است

مب�احث از بس�ياري منشأ كه آورد مي بوج�ود را مش�كالتي ها مح�دوديت میباشد. اين س��نتي ه��اي ش��بكه پ��روتكلي پشته از شبكه است. اين زمينه اين در مطرح پژوهشي

بايد ها ك��اربرد, پروتكل به وابسته تفاوتهاي و ها محدودیت بخاطر ولي كند مي پيروي ويژگيها, محدوديت شرح و حس/كار شبكة معرفي ضمن مقاله شوند. اين نويسي باز

مي زمينه اين در پژوهشي موض��وعات ط��رح ه��ا, به چ��الش و ها ها, كاربرده��ا, اي��دهپردازد.

و سو يك از كوچك هاي اندازه در مجتمع مدارات ساخت فناوري در اخير پيشرفتهاي هاي شبكه طراحي ساز زمينه ديگر سوي از سيم بي ارتباطات فناوري توسعه

پدیده و محیط با آن ارتباط ها شبکه این اساسی است.تفاوت شده سيم بي حس/كار را اطالعاتی های پایگاه و انسانها بین ارتباط سنتی های شبکه است فیزیکی های

است ارتباط در فیزیکی جهان با مستقیما حس/کار ی شبکه که حالی در میکند فراهم خود مشاهدات اساس کرده, بر مشاهده را فيزيكي محیط حسگرها از استفاده با

سيم بي حس/كار شبكه دهند. نام می انجام را مناسب عمليات و نموده گيري تصميم شود. مي طراحي خاص منظورهاي به كه مختلف انواع براي است عمومي نام يك

منظوره تك نوعا حس/كار هاي شبكه اند منظوره همه كه سنتي هاي شبكه برخالف از گروهي تواند مي شبكه باشند داشته حركت توانايي ها گره كه صورتي هستند. در

مقصد جهت و كنند مي كار تيمي بصورت هم با كه شود گرفته نظر در کوچک رباتهای اگر ديگر ديدگاه است. از شده طراحي دشمن با مبارزه يا فوتبال بازي مثال خاصي

فرض گره یک را گوشی هر و نماييم حذف را پايه ايستگاههاي همراه تلفن شبكه در برقرار مياني گره چند يا يك طريق از يا مستقيم بطور باید ها گره بین ارتباط گنیم

تاريخچه نقلي به باشد. اگرچه مي سيم بي حس/كار شبكه نوعي خود شود. اين صنايع نظامي طراحان به آن اوليه ايده و سرد جنگ دوران به حس/کار های شبکه متحرك رباتهاي طراحان ذهن در توانسته مي ايده اين ولي.برمیگردد آمريكا دفاع

حال هر باشد. به گرفته شكل نيز موبايل سيم بي هاي شبكه طراحان حتي يا مستقل بستر تواند مي آن تحقق است مختلف هاي ديدگاه تالقي نقطه فن اين كه آنجا از

ارتباط و شبكه نوع اين فراوان باشد. كاربرد آينده كاربردهاي از بسياري سازي پياده شبكه, ارتباط امنيت جمله از الكترونيك و كامپيوتر در مطرح مختلف مباحث با آن

هاي سيستم خودكار ,طراحي كاوي, رباتيك تصوير, داده و صوت بالدرنگ , پردازش هاي عالقمندي با محققان پروهش براي وسيعي و... ميدان ديجيتال2شده جاسازي.است نموده فراهم مختلف

سيم بي حس/كار شبكه كلي ساختار

كنيم. مي ذكر را کلیدی تعاريف از تعدادي ابتدا كلي ساختار ارائه از قبل

1 Wireless Sensor Actor Network (WSAN)2 Embeded System

1

را فيزيكي كميت يك مقدار يا وضعيت يك رخداد شيئ وجود كه اي وسيله: حسگر مانند دارد مختلف انواع كند. حسگر مي تبديل الكتريكي سيگنال به و داده تشخيص

و... سنج سنج, مغناطيس دما, فشار, رطوبت, نور, شتاب حسگرهاي يا شير يك كردن بسته و باز مانند خاصي عمل يك الكتريكي تحريك : با كارانداز

دهد مي انجام را كليد يك وصل و قطع باشد. حسگر چند يا يك شامل فقط كه شود مي گفته ای گره بهحسگر: گرهباشد. كارانداز چند يا يك شامل فقط كه شود مي گفته ای گره بهكارانداز: گره انداز كار و حسگر به مجهز كه شود مي گفته ای گره بهحسگر/كارانداز: گره

باشد. نوع شبكه باشد. اين حسگر هاي گره شامل فقط كه اي شبكه: حسگر شبكه تحقيق و اطالعات آوري جمع هدف كه كاربردهايي حس/كاراست. در شبكه از خاصي

گردبادها. روي مطالعه دارد. مثل كاربرد باشد مي پديده يك مورد در توزیع آن در حس/کار شبکه های گره که کاری ناحیه: حسگر/کارانداز میدان

میشوند. های گره بین ارتباط دارد. و عهده به را ها داده آوری جمع که گرهی: 1چاهک

كند. مي برقرار را 2وظیفه مدیر گره و حس/کار با آن طریق از شبكه مدیر ياکاربر بعنوان شخصی یک که گرهی: وظیفه مدیر گره

شبکه به گره اين از ها جو و پرس و کنترلی میکند. فرامین برقرار ارتباط شبکهمیگردد بر آن به شده آوری جمع های داده و شده ارسال حسگر/كارانداز يا انداز كار و حسگر هاي گره از متشكل اي شبكهحس/كار: شبكه شبكه ديگر عبارت باشد. به مي بحث مورد هاي شبكه كلي حالت كه است

داراي كلي حالت در تواند مي گره هر كه گره زيادي تعداد با است اي حس/كارشبكه فقط است ممكن گره يك خاص حالت باشد. در كارانداز تعدادي و حسگر تعدادي شود مي ناميده حس/كار ميدان كه اي ناحيه در ها باشد. گره كارانداز فقط يا حسگر

دارد. عهده بر را شبكه كل 3پايش چاهك شوند. يك مي پراكنده زياد چگالي با مي منتشر چاهك طريق از فرامين و شود مي آوري جمع چاهك بوسيله اطالعات

باشد. بسته شده توزیع یا متمرکز میتواند وظایف ببينيد. مدیریت ( را2شود. شكل) ساختار دو شود انجام سطحي چه در واكنش انجام براي گيري تصميم اينكه به

.است استفاده قابل نیز آن ترکیب دارد. که وجود خودكار نيمه و خودكار مختلف

1 Sink2 Task Manager Node3 Monitoring

2

گره مدير وظيفهچاهك

ميدان حسگر/ كارانداز

حسگركارانداز

هاي داده دهند مي تشخيص را پديده يا رخداد يك كه هايي حسگر: خودكار ساختار مي ارسال مناسب واكنش انجام و پردازش جهت كارانداز هاي گره به را دريافتي

مي عمل و كرده گيري تصميم يكديگر با هماهنگي با مجاور كارانداز هاي كنند. گره محلی بصورت ها گیری تصمیم و ندارد وجود متمرکزی کنترل هیچ واقع نمايند. در

ببینید. ( را3میشود.شكل) انجام چاهك سمت به ها گره توسط ها داده ساختار اين درخودكار: نيمه ساختار

( را3شود. شكل) صادر انداز كار هاي گره به چاهك طريق از فرمان و شده هدايتكنيد مشاهده

خودكار ( ساختار3شكل)

خودكار نيمه ساختار(4شكل)

يا شده بندي بخش ساختار از است ممكن خاصي كاربردهاي در ديگر طرف از هاي گره هاي داده كه دارد وجود 1سردسته يك بخش هر در كه شود استفاده سلولي

عمل 2مدخل يك مانند سردسته هر واقع كند. در مي ارسال چاهك به را خود دستةميكند.

1 Cluster_Head2 Gateway

3

حس/كار شبكه كلي ( ساختار2شكل)

چاهك

ناحیه رخداد

چاهك

ناحیه رخداد

گره - ساختمان3

واحد شامل گره دهد. هر مي نشان را حس/كار گره داخلي ( ساختمان5شكل) مي تغذيه منبع و سيم بي ها, فرستنده/گيرنده داده پردازش حسگر/ كارانداز, واحد

ممكن نيز توان توليد و ياب مكان ساز, سيستم متحرك واحد اضافي بخشهاي باشد يك شامل داده پردازش واحد.باشد داشته وجود ها گره در كاربرد به بسته است

گرفته حسگرها از را ها داده است محدود ظرفيت با حافظه يك و كوچك پردازندة ارسال فرستنده طريق از و داده انجام آنها روي محدودي پردازش كاربرد به بسته

را شبكه در ها گره ساير با مشاركت و هماهنگي مديريت پردازش كند. واحد مي كند. واحد مي برقرار را شبكه با گره ارتباط گيرنده فرستنده دهد. واحد مي انجام

آنالوگ اطالعات كه است ديجيتال به آنالوگ مبدل و حسگر سري يك شامل حسگر كارانداز دهد. واحد مي تحويل پردازنده به ديجيتال بصورت و حسگرگرفته از را

پردازنده از را ديجيتال فرامين كه است آنالوگ به ديجيتال مبدل و كارانداز شامل را بخشها تمام مصرفي انرژي, توان تامين دهد. واحد مي تحويل كارانداز به و گرفته يكي انرژي منبع است. محدوديت محدود انرژي با باطري يك اغلب كه كند مي تامين

تاثير تحت را چيز همه حس/كار هاي شبكه طراحي در كه است اساسي تنگناهاي از سلول مثل انرژي توليد براي واحدي است ممكن بخش اين كنار دهد. در مي قرار سازي متحرك براي واحدي متحرك هاي گره در باشد داشته وجود خورشيدي هاي

دهد. تكنيكهاي مي تشخيص را گره فيزيكي موقعيت ياب دارد. مكان وجود از دارند. يكي نياز باال دقت با مكان اطالعات به حسگري وظايف و مسيردهي حال در هاي گره بين ارتباط مديريت توانايي حس/كار هاي شبكه مزاياي مهمترين

.باشد مي حركت

حسگر/كارانداز گره داخلی ( ساختمان5شكل)

ها - ويژگي4 و سنتی هاي شبكه ساير از را حسگر/ كارانداز, آن شبكه در ها ويژگي برخي وجود

از: عبارتند جمله آن كند. از مي متمايز سيم بيانرژي, قدرت فيزيكي, منبع اندازة محدوديتهاي شامل افزاري سخت تنگناهاي

حافظه پردازش, ظرفيتها گره زياد بسيار تعداد

آنالوگ به مبدل ديجيتال

حسگر

كارانداز

پردازنده

ديجيتال به مبدل حافظهآنالوگ

فرستندهگيرنده

بي سيم

منبع تغذيه

سيستم مكان ياب واحد متحرك ساز

واحد حسگر/ كارانداز

مولد انرژي

4

عملياتي ناحيه در ها گره توزيع در باال چگاليها گره در خرابي استعداد وجودمتناوب احيانا و پويا بصورت توپولوژي تغييراتبه نقطه ارتباط مقابل در ها گره بين ارتباط در 1همگاني پخش روش از استفاده

نقطهندارند 3شناسايي كد ها گره كه معني اين به شبكه بودن 2محور داده

كاربردها: ارتب��اطي, هاي شوند. سيستم مي تقسيم پزشكي تجاري نظامي دسته سه به كاربردها

دف��اعي هوش��مند ه��اي هوشمند, سيستم مين وميدان باني فرماندهي, شناسايي, ديده م��راقبت ه��اي سيس��تم پزشكي مراقبت كاربردهاي باشد. در مي نظامي كاربردهاي از ش��بكه و س��الخوده افراد براي هوشمند ندارند. محيطهاي مراقبي كه ناتوان بيماران از

از بيم��اران بر نظ��ارت و بيمارس��تان پرسنل و يكديگر با پزشكان مجموعه بين ارتباطي مي ش��امل را كاربردها از وس��يعي طيف تج��اري است.كاربردهاي آن هاي كاربرد جمله س��وزي)درجنگ��ل(, س��رقت, آتش با مقابله و تش��خيص امني��تي هاي سيستم مانند شود

ش��يمياي, ميك��روبي, هس��ته هاي آلودگي قبیل از محیطی زیست هاي آلودگي تشخيص كيفيت ترافي��ك, كن��ترل و نقليه وس��ايل وكن��ترل ردگ��يري, نظ��ارت ه��اي اي, سيس��تم

گردباد, زلزله, س��يل, تحقيق مثل طبيعي هاي پديده مورد در صنعتي, مطالعه توليدات ن��یز كاربردها از ب��رخي .. در و ج��انوران و گياه��ان از خ��اص ه��اي گونه زن��دگي مورد در

را خاصي فع��اليت هم همك��اري با كه كوچك رباته��اي از گ��روهي بعنوان حس/کار شبکهمیشود. استفاده دهند مي انجام

:پروتكلي پشته ه��اي اليه ش��امل افقي اليه پنج داراي يكط��رف از پ��روتكلي پش��ته زیر ش��كل مط��ابق

عم��ودي اليه سه داراي ط��رفي از و ك��اربرد داده, ش��بكه, انتق��ال, و ف��يزيكي, پيوند اش وظيفه ف��يزيكي اس��ت. اليه وظيفه م��ديريت جابج��ايي, و ت��وان, م��ديريت مديريت دسترسي كن��ترل باشد. اليه مي پايين سطح در دريافت و ارسال و مدوالسيون عمليات ارتب��اط همس��ايه گره هر با همگاني پخش بروش تصادم حداقل با باشد قادر بايد رسانه عهده بر را آيد مي انتقال اليه از كه هايي داده مسيردهي وظيفه شبكه كند. اليه برقرار

ك��اربرد, بر ني��از ص��ورت در را ها بس��ته انتق��ال جريان مديريت وظيفة انتقال دارد. اليه افزاره��اي نرم مختلف انواع شده طراحي آن براي شبكه كه كاري به دارد. بسته عهده

نماي��د. یک ارائه را مختلفي خ��دمات و شود استفاده كاربرد اليه روي تواند مي كاربردي پ�رس که ش�ده پیش�نهاد 4حس�گر پرسش�گری و وظیفه زب�ان بن�ام نویسی پ�ردازه زبان

حس/کاراس��ت. بعن��وان ش��بکه مح��وری داده وی��ژگی با بر مبتنی آن فرمانهای و وجوها تا "اگر يادارد" وج��ود جنگل ش��رقي ش��مال محدوده در خالي پرنده النه تعداد "چه مثال

ب��رای ش��ود" اعالم شد معي��ني حد يك از بيش��تر خ��الي ه��اي تعدادالنه بعد س��اعت يكکنید. مراجعه به بیشتر اطالعات

ب��راي توان مصرف چگونگي افقي هاي اليه كليه در دخالت با توان مديريت عمودي اليه هاي پروتكل و ها الگوريتم به انرژي مصرف كاهش براي واقع كند. در مي تعيين را گره

1 Broadcast2 Data Centric3 ID (Identification code)4 Sensor Query and Tasking Language (SQTL)

5

همس�ايه از يكي از پيغ�ام يك دري�افت از پس گ�ره يك اينكه نيازمن��ديم. مثال 1آگ�اه توان در و پيغ��ام دوب��اره دري��افت از جلوگيري باعث كند خاموش را اش كننده دريافت هايش ش��ود استفاده همزمان تواند مي كه ديگري گردد. ايده مي انرژي مصرف كاهش نتيجه

مي همگاني اعالم هايش همسايه به رسيده انرژي پايين سطح به كه ای گره است اين داش��ته شركت پيغامها مسيردهي در تواند نمي و است اتمام حال در اش انرژي كه كند

مس��يردهي ديگر ه��اي گ��ره طريق از را ها پيغ��ام آن از پس همس��ايه ه��اي باش��د. گ��ره مي بر 2آگ��اه مك��ان روش��هاي گ��يري بك��ار حركت, به مديريت عمودي كرد. اليه خواهند

ك��اربر تا برگشت مس��ير يك بنابراين كند مي ثبت و داده تشخيص را گره جابجايي گردد وظ��ايف وظيفه ش��ود. م��ديريت مي دنب��ال متح��رك گره رد و شود مي مديريت هميشه

معين ناحية يك به حس وظيفة اگر س��ازد. مثال مي متع��ادل و ك��رده زمانبندي را ها گره همزم��ان بط��ور را حس عملي��ات نيست الزم ناحيه آن حسگر هاي گره همة شد محول هايي گره به مثال ها گره برخي به كاربرد به بسته تواند مي وظيفه اين بلكه دهند انجام

تض��مين شود. ب��راي محول دارند بيشتر انرژي يا كمتر ترافيك يا بيشتر اطمينان قابليت در ها گ��ره ف��وق م��وارد وج��ود نم��ود. با استفاده 3كارآگاه هاي الگوريتم از بايد نكته اين

يك در را ها داده و ك�رده ك�ار ب�اهم 4ك�ارا ت�وان روش�هاي با توانند مي حس/ك�ار ش�بكه گذارند. اشتراك به ها گره بين را منابع و كنند دهي مسير حس/كار متحرك شبكه

مطرح موضوعات در بسیاری موضوعات و است موثر حس/کار های شبکه طراحي در متعددی عوامل

به تنها رو این از نمیگنجد نوشتار این در آنها تمام بررسی که است مطرح زمینه اینکنیم. می اکتفا خالصه بطور آنها از برخی ذکر

باشد داشته را الزم اجزاء كل بايد اينكه ضمن هرگرهافزاري: سخت - تنگناهاي1 گره كاربردها برخي در مثال بعنوان باشد نيز حجم كم و سبك,كوچك كافي بحد بايد سانتيمتر يك به محدود گره حجم گاهي حتي و باشد كبريت قوطي يك كوچكي به يايد

1 Power-Aware2 Location Aware3 Application Aware4 Power Efficient

6

فهظی

وت

ریدی

من

وات ت

ریدی

م

ترک

حت

ر یدی

م

الیه کاربرد

الیه انتقال

الیه شبکه

الیه پیوند داده

الیه فیزیکی

هماهنگی

معلق هوا در باد همراه بتواند كه باشد سبك باید آنقدر وزن نظر از و است مكعب داشته پايين شده تمام قيمت,كم بسيار مصرفي توان بايد گره هر حال عين شود. در

و طراحي كار كه است محدوديتهايي همه باشد. اينها سازگار محيطي شرايط با و افزاری سخت های طرح ارائهميكند. مواجه چالش با را حس/كار هاي گره ساخت

و سیم بی ارتباط قسمت بخصوص گره اجزای از یک هر مورد در حجم کم و سبک فن پيشرفتدارد. بسیار کار جای که است تحقیقاتی موضوعات جمله از حسگرها

در بسزايي نقش,پايين مصرف و باال فشردگي با مجتمع مدارات ساخت آوري. داشت خواهد افزاري سخت تنگناهاي كاهش

اينكه است. بدليل گراف توپولوژي حس/كار شبكه ذاتي : توپولوژي- توپولوژي2 كه ديگر گره چند با گره هر و است همگاني پخش بصورت و سيم بي ها گره ارتباط

و داده آوري جمع در كارا هاي دارد. آلگوريتم ارتباط دارد قرار آن برد محدوده در ترافيك چون گيرند. مي نظر در پوشا درخت را شبكه اشياء ردگيري كاربردهاي

. مديريتكند مي حركت گره يك سمت به گره چند از ها داده كه است بفرمي اصوال اندازي راه توپولوژي مديريت اساسي مرحله شوديك انجام دقت با بايد توپولوژي

جايگيري هنگام در اند ندشته اي اوليه ارتباط هيچ قبال كه هايي گره است شبكه اوليه مديريت هاي كنند. الگوريتم برقرار ارتباط يكديگر با بتوانند بايد اوليه بكار شروع و

هايي گره حذف و جديد هاي گره عضويت امكان بايد اوليه اندازي راه در توپولوژي هاي شبكه خصوصيات از توپولوژي كنند. پويايي فراهم را افتند مي كار از بداليلي كه

توپولوژي مديريت روشهاي كشد. ارائه مي چالش به را آن امنيت كه است حس/كار كار جاي كه است موضوعاتي از دهد پوشش هم را امنيتي موارد كه بطوري پويا

دارد. زيادي

محيطي رويدادهاي اثر در يا شود خراب است ممكن گره هراطمينان: - قابليت3 بيفتد. كار از انرژي منبع شده تمام اثر در يا شود نابود بكلي انفجار يا تصادف مثل

عملكرد نبايد ها گره خرابي كه است اين اطمينان قابليت يا پذيري تحمل از منظور قابل غير اجزاي از استفاده با خواهيم مي واقع دهد. در قرار تاثير تحت را شبكه كلي

قابليتk خرابي نرخ باk گره بسازيم. براي اطمينان قابل شبكه يك اطمينان t زمان در است خرابي عدم احتمال واقع در شود. كه مي ( مدل1فرمول) با اطمينان

زمان هرچه ترتيب اين بهباشد. نداشته خرابي(t,0) زماني بازة در گره اينكه بشرطشود. مي بيشتر گره خرابي احتمال گذرد مي

(1) از هم و گره تعداد نظر از هم بايد شبكه: پذيري - مقياس4

از حس/كار شبكه ديگر باشد. بعبارت پذير ها, مقياس گره پراكندگي ميزان نظر طرف از و كند كار گره ها ميليون حتي و صدها, هزارها تعداد با بتواند بايد طرفي

(2) فرمول طبق كند. چگالي پشتيباني نيز را ها گره متفاوت توزيع ديگر, چگالي نوعي گره يك برد در كه است هايي گره متوسط تعداد بيانگر شود. كه مي محاسبه

گره :تعدادN كاري ناحيه : مساحتAگيرد. مي متر( قرار10قطر با اي )مثالدايره ها گره توزيع كاربردها بسياري است. در راديويي ارسال : بردR و كاري ناحيه در

يا ندارد وجود يكنواخت و مشخص چگالي با توزيع امكان و گيرد مي صورت اتفاقي عدد چند از بتواند باید چگالي شوند. بنابراين مي جابجا محيطي عوامل اثر در ها گره

برخي شود مي مربوط نيز روشها به پذيري مقياس كند. موضوع تغيير گره صد چند تا

7

كار گره از محدود تعداد يا چگالي يك در يعني نباشد پذير مقياس است ممكن روشها هستند پذير مقياس روشها برخي مقابل كند. در

2 (2) گره تك هر قيمت كاهش است زياد ها گره تعداد چون: شده تمام - قيمت5

کاهش صورت این میرسد. در میلیونها تا گاهی ها گره تعداددارد. زيادي اهميتداشت. خواهد شبکه کل قیمت در توجهی قابل تاثیر کم مقدار به حتی گره قیمت

به مربوط حس/كار هاي شبكه ي ها كاربرد از وسيعي طيف: محيطي - شرايط6 محيط باشد. مانند داشته حضور آن در تواند نمي انسان كه شود مي هايي محيط

و ها اقيانوس كف در مطالعات ويا اي شيمياي, ميكروبي, هسته نظر از آلوده هاي كه جانوران زيستگاه و جنگل در ويا دشمن حضور بعلت نظامي هاي محيط ويا فضا

طراحي در بايد محيطي شرايط, مورد هر شود. در مي آنها فرار باعث انسان حضور محفظه در حسگر گره مرطوب هاي محيط و دريا در مثال شود گرفته نظر در ها گرهگيرد. مي قرار نكند منتقل را رطوبت كه اي

از و سيم بي بصورت ها گره ارتباط حس/كار هاي شبكه : درارتباطي رسانه- 7 گيرد. اكثرا مي صورت ديگر نوري هاي رسانه قرمز, يا راديويي, مادون رسانه طريق

ساختنش و ارزانتر قرمز مادون ارتباط شود. البته مي استفاده راديويي ارتباط ازكند. مي عمل مستقيم خط در فقط ولي است آسانتر

داشته كم مصرفي توان بايد حس/كار شبكه هاي گرهها: گره مصرفي - توان8 بايد كه است ساعت /. آمپر5 انرژي با ولت2/1 باتري يك تغذيه منبع باشند. گاهي

باتري كاربردها از بسياري كند. در تامين را ماه9 مثال طوالني مدت براي الزم توان اينكه كند. بعلت مي مشخص را گره عمر عمال باطري عمر نيست. لذا تعويض قابل

فرمان)توسط يك اجراي حسگر( يا اطالعات)توسط گرفتن بر عالوه گره يك از آن حذف باعث گره كردن عمل بد كند مي عمل نيز 1رهياب كارانداز( بعنوان

پی در را عبوري بسته مجدد مسيردهي و شبكه مجدد سازماندهي و شده توپولوژي كه قطعاتي و ها طرح از استفاده ها گره افزار سخت طراحي داشت. در خواهد

هر براي يا گره كل براي 2خواب حالت امكان كردن فراهم و دارند پاييني مصرفاست. مهم مجزا بطور بخش

1 Router2 Sleep

8

حس/كار هاي شبكه عمر كه است اين مشكل يكشبكه: عمر طول - افزايش9 كوتاه تغذيه منبع انرژي محدوديت بعلت ها گره عمر طول است. چون كوتاه نوعا

كند مي تشديد را مشكل شبكه در گره يك ويژة موقعيت گاهي آن بر است. عالوه كاري بار بخاطر يكطرف از دارد قرار چاهك قدمي يك فاصل در كه ای گره در مثال باعث آن افتادن كار از طرفي از و دهد مي دست از را خود انرژي زود خيلي زياد

راه شود. برخي مي شبكه افتادن كار از و شود مي شبكه كل با چاهك ارتباط قطع خودكار ساختار از استفاده فوق مشكل مورد در مثال گردد برمي ساختار به ها حل

بيشتر خودكار ساختار در اينكه شود( بعلت مراجعه2 بخش است.)به مؤثري راهكار بحراني گره طريق از انتقال ترافيك شود مي انجام محلي بطوري ها گيري تصميم

تخليه يابد. مشكل مي افزايش شبكه عمر طول نتيجه در و آن عمر شده, طول كم ها گره يكنواخت غير توزيع در تراكم كم نواحي هاي گره مورد در انرژي هنگام زود در توان مديريت يك داشتن موارد اينگونه كنيد( در مراجعه4 )به كند مي صدق نيز

كمترين بحراني هاي گره از كه بطوري آگاه توان هاي حل راه ارائه و ها گره داخل مي محسوب منابع گذاري اشتراك به نوعي بود. اين خواهد مناسب بكند را استفاده

چگالی با توزیع مناسب توان مدیریت و وظیفه مدیریت داشتن صورت در لذا شود الگو میدهد. ارائه افزایش را شبکه عمر طول حسگر/ کارانداز میدان در ها گره زیاد هدف با آگاه توان ها آلگوریتم و مديريتي روشهاي ارائه و مناسب ساختاري های

است. تحقيقاتي مهم مباحث از حس/كار شبكه عمر طول افزايش

و تشخيص سيستم مانند كاربردها برخي در: 2هماهنگي و 1بالدرنگ - ارتباط10 سرعت سرقت از گيري پيش سيستم يا سوزي آتش گسترش از جلوگيري

بسته مانيتور روي بر فشار بالدرنگ نمايش دارد. در زيادي اهميت شبكه پاسخگويي اين روش يك بالدرنگ تحقق باشند. براي روزآمد اي لحظه بطور بايد ارسالي هاي

كنترل اليه در و شود تعيين العجل ضرب يك ارسالي هاي بسته براي كه است ضرب مدت شوند ارسال زودتر كوتاهتر العجل ضرب با هاي بسته 3رسانه دسترسي

چاهك, يا به رخدادها گزارش تحويل ديگر مهم دارد. مسئلة بستگي كاربرد به العجل واكنش شبكه است ممكن صورت اين غير در آنهاست وقوع ترتيب ناحيه, به كارانداز كه است گزارشهايي با ارتباط در شبكه كلي هماهنگي ديگر ندهد. نكته انجام درستي

شود. مي داده مربوطه ناحيه كاراندازهاي به مختلف حسگرهاي از رخداد يك مورد در يگان حضور تشخيص جهت حسگرهايي كنيد فرض نظامي كاربرد يك در مثال بعنوان

حسگر چند شده گرفته نظر در آن نابودي جهت كاراندازهايي و دشمن پياده هاي را عمليات,منطقه كل در بايد شبكه دهند مي اطالع اندازها كار به را دشمن حضور

دشمن كارانداز, سربازان اولين واكنش با صورت اين غير كند. در شروع يكباره به و بالدرنگ موضوع شود. بهرحال مي مواجه شكست با عمليات و شده متفرق

از نامطمئن شرايط و بزرگ مقياس در حس/كاربخصوص هاي شبكه در هماهنگي است. تحقيقاتي مباحث

1 Real-time2 Coordination3 MAC (Medium Access Control)

9

كاربرد در بخصوص كاربردها برخي در امنيت : موضوع 2مداخالت و 1- امنيت11 حس/كار هاي شبكه ها ويژگي برخي بخاطر و است بحراني موضوع يك نظامي هاي

كه است شبكه ارتباط بودن سيم بي مورد ترند. يك پذير آسيب مداخالت مقابل در ديگر كند. مورد مي آسانتر مداخالت و امنيتي ضد هاي فعاليت براي را دشمن كار

مقابل در را شبكه كه است شبكه كل براي ارتباطي واحد فركانس يك از استفاده زمينه كه است توپولوژي پويايي ويژگي بعدي كند. مورد مي پذير آسيب سمع استراق

به مربوط هاي پروتكل كند. اينكه مي فراهم دشمن هاي گره پذيرش براي را 3سربار و هزينه با دارند سعي شبكه دسترسي كنترل اليه و ترافيك مسيردهي, كنترل

در حسگر هاي شبكه براي مثال آورد مي بوجود امنيتي مشكالت كنند كار كمتري شبكه طول در طوالني مسير در كه هايي بسته تأخير كاهش براي بزرگ مقياس هاي بسته به مسيردهي اولويت كه است اين خوب حل راه يك كنند مي حركت باشد. يكي مؤثرتر 4سيلي هاي حمله شود مي باعث روش شود. همين داده عبوري

قرار با تواند مي دشمن و است انرژي منبع حس/كاركمبود شبكه ضعف نقاط از انرژي با همگاني پخش بصورت باش بيدار هاي پيغام مرتب كه مزاحم گره يك دادن خارج 5خواب حالت از همسايه هاي گره دليل بدون شود باعث كند مي توليد زياد

مي كوتاه را آنها عمر و شده ها گره انرژي رفتن هدر به باعث روند اين شوند. ادامة طبيعت بر مبتني كارا و ساده هاي حل راه دنبال بايد ها محدوديت به توجه با كند.

گره هر و شوند توزيع توانند مي باال چگالي با ها گره اينكه بود. مثال حس/كار شبكه ويژگي اين از معتبرند كوتاه مدت يك در ها داده اينكه يا است كمي اطالعات داراي

كرد. اساسا استفاده امنيتي مشكالت رفع در قوت نقطه يك بعنوان توان مي ها تحقيقاتي مباحث دارد. و حس/كاروجود شبكه امنيت مقابل در زيادي چالشهاي

است. پيچيده و گسترده زمينه اين در مطرح

عدم از زیادی تعداد تابع کارانداز حسگر شبکه یکنشده: بینی پیش - عوامل12 ناشی زلزله, مشکالت سیل مثل بینی پیش قابل غیر طبیعی هاست. عوامل قطعیت

نبودن گره, کالیبره هر خرابی رادیویی, امکان اختالالت و سیم بی ارتباط از حذف و جدید های گره شدن شبکه, اضافه مسیردهی و ساختار حسگرها, پویایی

غيره. و طبیعی عوامل اثر در یا شده کنترل بطور ها گره قدیمی, جابجایی های گره اندازی چشم میتوان چگونه شرایط این در که است این است مطرح كه سؤالی مقیاس در اطمینان قابل موجودیت یک شبکه کاربرد الیه دیدگاه از که کرد فراهم شبکه اینکه به باشد. باتوجه اعتماد قابل و مشخص عملیاتی کارایی دارای بزرگ و هستند کنترل قابل غیر مرکزی بصورت زیادی حدود تا کارانداز حسگر های

مستقل مدیریت با بتوانند باید میکنند عمل خودکار نیمه حداقل یا خودکار بصورت خود 6سازی بهینه خود های ویژگی باید رو این کنند. از غلبه مشکالت بر

که هستند مواردی جمله از باشند. اینها داشته را 8درمانی خود و 7سازماندهی

1 Security2 Interferences3 Overhead4 Flooding Attack5 Sleep6 Self Optimizing7 Self Organizing8 Self Healing

10

موضوعات اين است. بهرحال پیچیده بسیار آن تحقق ولی آسان آنها مورد در بحثباشند می تحقیقاتی موارد ازجمله

حس/كار شبکه شده سازی پیاده ی نمونه 1میکا ی ذره برکلی دانشگاه میکا ذره حسگر های گره افزاری سخت سازی پیاده از نمونه یک

واحد یک مکعب( با اینچ )چندین کوچک حس/کار واحد نمونه, یک است.این امریکا باشد. می اختیاری حسگر عنصر چندین و تغذیه,رادیو ,منبع2مرکزی پردازنده

128 با همراه باشد می 3اتمل ی خانواده از - بیتی8 پردازنده یک آن پردازشگر ی حافظه کیلوبایت512 داده برایRAM کیلوبایت4, برنامه ی حافظه بایت کیلو

(را(RISKریسک های دستورالعمل مجموعه از کمینه یک فقط پردازنده .این فلش یک آن کند.رادیوی می پشتیبانی چرخش و متغیر طول با ضرب, شیفت عمل بدون

کانال یک روی ثانیه در کیلو40باند پهنای با مگاهرتز916پایین مصرف رادیوی دریافت حالت در باشد. رادیو می متر12 به نزدیک ی محدوده با منفرد شده تسهیم

آمپر میکرو5 خواب حالت ودر آمپر میلی12 تا ارسال حالت آمپر, در میلی4.8کند. می مصرف

1 MICA MOTE2 CPU3 8-bit 4 MHz Atmel ATmega 128

11

میکا ( ذره6شکل)

غبار عنوان به اغلب آن دارد,کوچکترین وجود مختلف های اندازه در میکا ذره پروفسور ی وسیله به که هوشمند غبار پژوهشی شود.طرح می شناخته 1هوشمند

ومصرف اندازه برای حدی دستیابی به موفق شود می هدایت و رهبری 3وکان2پیتستر های گره ساختن برای اندازه است.کاهش شده مختار خود حسگر های گره در 4توان

که امیدوارند تحقیقاتی است.گروه مهم بسیار آن گسترش تسهیل البته و ارزان , حسگری الزم موارد توانند می وارتباطی حسگری های توانایی موثر حفظ ضمن

در ای اندازه در را تغذیه منبع با همراه افزاری سخت محاسبات و اطالعات مخابره دارد نام هوشمند غبار مکعبی میلیمتر گره کنند. این فراهم مکعب میلیمتر چند حدود

که به تواند می آن آتی های نمونه که است.چنان شدنی ممکن چیزهای قلمرو حقیقتا و شود شناور هوا جریان وسیله به و مانده باقی هوا در معلق که باشد کوچک قدری تواند می هوشمند کند. غبار ارسال را شده حس موارد روزها یا ها ساعت برای

5فعال غیر صورت جدید, به نوری ی بازتابنده تکنولوژی یک از استفاده با را اطالعات

دریافت تایید یا سنسور یک 6پراب برای وارزان معقول راه یک این کند ارسال انرژی اتالف اما است ممکن نیز 7فعال نوری ارسال کند می فراهم را اطالعاتدارد. بیشتری

1 Smart Dust2 Pitster3 Kahn4 power consumption5 passively6 probe7 active

12

stnenopmoC tsuD tramS

edoid resaLIII -ssecorp V

RCC evissaP mmoc ./SMEMnocilisylop

resal gnireets maeb evitcA mmoc .ytilauq lacitpo/SMEM nocilisylop

rosneS... ,ecafrus ,klub/SMEM

lortnoC ,PSD ,O/I golanASOMC STOC

llec raloSIII ro SOMC -V

yrettab mlif kcihTV leg/loS 2O 5

roticapac rewoPitluM -cimarec reyal

1 -mm 2

هوشمند غبار داخلی ( ساختار7شکل)

شبكه سازي شبيه فزارهاي ا نرم بررسي طراحي ، سازي مدل جهت در آميزي موفقيت طرز به سازي شبيه تكنولوژي امروزه

و ابزارها راستا اين در و شده گرفته كار به هوشمند هاي سيستم انواع مديريت و سازي شبيه تكنيك به توان مي مثال طور به كه شده خلق متعددي هاي تكنيك

باشد. مي نوين سازهاي ازشبيه بسياري عملكرد اساس كه كرد اشاره رويدادگردان هنوز كه دارد ساله15 اي سابقه نيز ارتباطي هاي شبكه مورد در سازي شبيه كاربرد

در توان مي را حوزه اين در سازي شبيه از استفاده داليل ، باشد مي رشد حال در هم: كرد خالصه مورد دو پيچيده باتكنولوژي هايي شبكه گسترش و -پيدايش1ها شبكه سازي شبيه خاص افزارهاي نرم و ها ابزار -خلق2

نياز بدون را ارتباطي هاي شبكه سازي شبيه توانايي شبکه ساز شبیه افزارهای نرم عناصر كنند. وجود مي فراهم گرافيكي هاي واسط طريق از معموآل و نويسي كد به

گونه اين ... ( در ، ها سوئيچ و ) روترها واقعي عناصر با متناظر اي شده سازي شبيه شبيه فرآيند در سرعت و سهولت افزايش باعث ، دقت بردن باال بر عالوه موارد بسيار نويسي برنامه فن با ناآشنا كاربران براي ترتيب اين به و شود مي سازي

باشد. مي مناسب

شبكه سازهاي شبيه براي الزم خصوصيات

: از عبارتند باشند داشته بايد شبكه سازهاي شبيه كه خصوصياتي: سازي مدل در -انعطاف1

و ها لينك ، ها گره همچون شبكه معمول منابع از جديدي انواع باشد قادر بايد كاربربيفزايد. ساز شبيه در موجود مجموعه به را ها پروتكل

: سازي مدل در -سهولت2

13

مدل كه شكلي به ، يافته ساخت صورت به مدلسازي امكان و گرافيكي واسط وجود از مجدد استفاده قابليت همچنين و شوند طرح ساده مدلهاي اساس بر پيچيده هاي

گردند. مي سازي شبيه فرآيند در تسريع باعث كه باشد مي خصوصياتي از ها ماژول: ها مدل سريع -اجراي3

بسيار گره زياد تعداد با هايي شبكه براي بزرگ هاي سازي شبيه در پردازش زمانباشد. مي حافظه صحيح مديريت آن الزمه كه باشد مي مهم

: سازي مصور -قابليت4 شبيه خطاهاي رفع به يكديگر با ها پيغام تبادل حال در شبكه عناصر گرافيكي نمايش ساز شبيه افزارهاي نرم برخي كند. در مي كمك بسيار آن كاركرد نحوه درك و سازي و آن انجام از پس ديگر برخي در و ساز شبيه اجراي با همزمان سازي مصور اجراي

گيرد. مي انجامPlay Back صورت به: سازي شبيه تكراري و مجدد اجراي - قابليت5

مثال )براي پارامتر چند يا يك تآثير تحقيق عمده طور به سازي شبيه انجام از هدف همين به و باشد مي شبكه كارايي بافرها( بر ظرفيت يا و ها بسته طول متوسط

بايد مجموع باشد. در مي افزارها نرم اين براي الزم شرط يك پذيري تكرار خاطر تكنولوژي بكارگيري مستلزم معتبر و دقيق شبكه ساز شبيه يك خلق كه داشت توجه خصوصيات كنار در باشد.البته مي آن هاي پروتكل و شبكه دانش كنار در سازي شبيه ميان آن از كه افزود خواهد ساز شبيه ابزار هر ارزش بر ها قابليت برخي وجود فوق: كرد اشاره ذيل اشاره مورد چند به توان مي

شبكه هاي پروتكل و عناصر با متناظر شده آماده پيش از دروني هاي ماژول - وجود1.

با هاي كميت خلق قابليت تر پيشرفته هاي شكل در و تصادفي عدد مولد يك -وجود2 از اعم سازي شبيه فرآيند يك در رخدادها اغلب كه چرا گوناگون تصادفي هاي توزيع مي تصادفي فرآيندهاي نوع از ، آنها در خرابي ايجاد يا و ها بسته ارسال و توليد

باشند. پروتكلهاي مورد در )بخصوص موقع به هاي سازي بهنگام به كاربران از -حمايت3

گويا. و كامل مستندات جديد( بهمراه تآخير ، وري بهره خروجي، )نرخ شبكه كارايي هاي پارامتر از گزارشهايي - ارائه4

روي آماري عمليات انجام امكان همراه به ها منحني و ارقام قالب انتقال،...( درباشد. مي ساز شبيه يك مثبت هاي ويژگي ديگر از نتايج

NS(v2) ساز شبيه NS ساز گردد.شبيه مي مربوطVINT پروژه از پيش به افزار نرم اين كار به شروع

اساس بر وLBNL آزمايشگاه درNRG شبكه تحقيقاتي گروه توسط1989 سال در امروز تا آن توسعه كه است شده طراحيREAL به موسوم ديگري شبكه ساز شبيه VINT پروژه ساز شبيه ابزار عنوان به شدن انتخاب از پس بخصوص و داشته ادامه

قابل اينترنت شبكه رويNS 2.1b8 آن نسخه است.آخرين يافته سرعت و جديتباشد. مي دسترسي

14

NS: دروني معماريNS2در رخدادها پيگيري طريق از و باشد مي رويدادگردان سازهاي شبيه گونه از محيط دو در ساز شبيه اين برد مي پيش را سازي شبيه ، گسسته هاي زمان طول

مدلي اساس برNS. شده طرح گرا شيئ بصورت وOTCL و++C نويسي برنامه مي توضيح آن مورد در خالصه طور به ادامه در كه كند مي كارVuSystem به موسوم

دهيم.

VuSystem مدل: اند يافته تشكيل گوناگون تمايالت با بخش دو از عمدتآ شبكه سازهاي شبيه

، ها صف ، ها لينك ، ها گره همچون عناصري كه سازنده هاي بالك از -گروهي1كنند. مي سازي شبيه را ها پروتكل و ترافيك مولدهاي

مي يادSDL يا سازي شبيه تشريح زبان عنوان تحت آن از معموآل كه رابط -يك2 متصل يكديگر به سازي شبيه فرآيند در را فوق سازنده هاي بلوك دارد وظيفه و شودكند.

شبكه سازهاي شبيه طراحان روي پيش اساسي مشكل يك بخش دو اين مورد در اصلي هدف اجرا سرعت و كارايي سازنده هاي بلوك براي كه حالي دارد. در وجود

اين به نيل و باشد مي بندي پيكر در تغيير سهولت و انعطاف نيازمندSDLباشد. مي كهVuSystem مدل مينمايد.بنابراين مشكل واحد نويسي برنامه محيط يك با هدف دو

دو از استفاده در را حل راه ، شده پيشنهادMIT دانشگاه درDavid Wetherall توسط هاي بلوك مدل اين داند.مطابق مي فوق بخش دو براي جداگانه نويسي برنامه محيط

محيط يك در آنها رابط بخش ( و++C مثال )براي كامپايلي زبان يك با سازندهشوند. مي سازي ( پيادهOTCL )مانند مفسري به موفق تكه دو اشياء به موسوم اشياء از اي مجموعه گيري بكار باNS-2 طراحان

NS-2 مدل اين . مطابق اند گشته خويش ساز شبيه درVuSystem مدل اعمال كامپايلي/ مفسري دوگانه محيط دو در كه باشد مي اشياء از اي مجموعه از متشكل

كنند. مي برقرار ارتباط ، يكديگر متدهاي فراخواني طريق از و

++OMNeT ساز شبيه

OMNeT++افزارهاي نرم دسته از و باشد مي گرا شيئ ساز شبيه يك discrete event .است ++ OMNeTمخفف Objective Modular Networkبر مبتني و است

C++محيط در افزار نرم اين است. چون C++محيط اغلب در است شده نوشته شده پشتيبانيX- window و DoS وسيله باشد. به مي اجرا قابل++C باكامپايلر ها يك با افزار نرم اين است. نويسنده حمل قابلWinNT وWin95 وWin3.1 به و

چندين عضو فرد است. اين داشته همكاريOPNET كننده توزيع مجارستاني شركت راOPNET درVSAT سيستم سازي شبيه مدل و بوده شبكه سازي شبيه پروژه تو در تو هاي ماژول از مراتبي سلسله افزار نرم اين ساختاري لحاظ است. از نوشته

ترين پائين هستند. در ارتباط در يكديگر با پيغام تبادل طريق از ها ماژول كه باشد مي

15

تواند باشند. مي مي ايجاد قابل كاربر خود هاي ماژول مراتب سلسله اين سطح مكانيزم نوع هر افزار نرم اين ببرد.با پيش موازي صورت به را سازي شبيه اجراي

آن به كه دارد توپولوژي توصيف براي متني است.زبان گيري بكار قابل زمانبنديNEDمانند متني پردازشگر ابزار هر بوسيله و گويند( perlو awkقابل ) است. ايجاد واسطOMNeTاست. ++ گيري بكار قابل گرافيكي اديتور بوسيله فرمت همينكند. مي فراهم كردن تريس و كردن ديباگ براي قوي

مورد ابزار تمام بنابراين دارد ماژولي ساختار++OMNeT شد ذكر كه طور همان باالترين دارند. در مراتبي سلسله ساختار ها ماژول هستند.اين ماژول قالب در نياز

اين باشد.كه مي ها ماژول زير حاوي سيستم دارد. ماژول قرار سيستم ماژول سطح از آخر.شمايي الي باشند ديگري هاي ماژول زير حاوي توانند مي ها ماژول زير

نيست.بنابراين محدود تو در تو هاي ماژول است.عمق آمده شكل در ماژولي ساختاركند. سازي پياده را خود واقعي سيستم منطقي مدل تواند مي كاربر

(8شکل)

از كه همانطور مركب .ماژولهاي ساده و مركب هاي ماژول داريم ماژول نوع دو دارند.ماژول بر در را ها ماژول زير كه شود مي گفته هايي ماژول به پيداست نامش

حقيقت شوند.در مي ايجاد كاربر خود بوسيله كه هستند هايي ماژول ساده هايهستند. مدل هاي الگوريتم ساده هاي ماژول

توصيف براي هستند. كاربرmodule type نام به قالبي در سيستم هاي ماژول همه ايجاد براي راmodule type از هايي ) نمونه گيرد مي كار به را هاmodul type مدل

module typeاز اي نمونه سيستم ماژول مجموع گيرد(. در مي بكار تر پيچيده هاي module typeكه است.زماني شده تعريف پيش از هاي module typeبالك عنوان به

نيست. بدين مركب ماژول و ساده ماژول بين تفاوتي شود گرفته بكار سازنده ساده ماژول چندين به را ساده ماژول يك تواند مي سادگي براي كاربر كه مفهوم مركب ماژول يك هاي قابليت برعكس يا بگنجاند مركب ماژول يك قالب در و بشكند

كند. خالصه ساده ماژول يك در را مي برقرار ارتباط يكديگر با پيغام تبادل طريق از ها ماژول شد ذكر كه طور همان

از ساده هاي باشند. ماژول ها بسته يا ها فريم توانند مي ها پيام واقعي شبكه كنند.در در يكديگر با شده تعريف پيش از مسيرهاي كمك به يا پيغام مستقيم ارسال طريق عامل و باشند مي بافر داراي كه هستند ها ماژول هاي واسط ها هستند.گيت ارتباط ماژول مراتب سلسله از سطح يك در تنها ها يكديگرند.لينك به ها لينك دهنده اتصال

از توانند مي ماژول زير دو مركب ماژول يك در كه معنا هستند. بدين ايجاد قابل مرتبط خود مركب ماژول با ماژول زير يك ويا شوند متصل متناظر هاي گيت طريقشود.

16

كه هستند انتقال قابل اتصاالت يا ها لينك طريق از ها پيام مراتبي سلسله ساختار در از كه اتصاالتي يا ها لينك سري باشند.به مي ساده هاي ماژول ها پيغام مقصد و مبدأ گويند.(route) مسير شود مي ختم ساده ماژول يك به و شروع ساده ماژول يك

نمود: مقداردهي لينك يك براي توان مي را زير پارامترهاي

1-(sec) Propagation Delay 2-(errors/bit) bit error rate 3 -(bits/sec) data rate

(9شکل)

Ptolemy II ساز شبیه visualsense که را افزاری نرم سازی شبیه چهارچوب و سازی مدل گزارش این

می شرح را شود می گرفته کار به 1حسگر های شبکه برای و شود می نامیدهاست. شده )بطلمیوس(تشکیلPtolemy II افزار نرم روی بر افزار نرم دهد.این

سیم بی انتقال های حسگر,کانال های شبکه از 2گرا اکتور تعریف چوب چهار این می پشتیبانی را 3سیمی های سیستم زیر و صوتی کانال قبیل از فیزیکی های ,رسانه

کند. و ها کانال تعریف برای پایه های کالس از ای مجموعه یک شامل افزار نرم ساختار

مدل و کانال های مدل , برخی ها کالس زیر از کتابخانه است. یک حسگر های گره های کند. گره می , فراهم را پذیر گسترش ویژوالی چهارچوب یک و گره های

بوسیله یا جاوا در رفتار تعریف و پایه کالسهای زیرکالس بوسیله توانند می مرسوم و ایجادPtolemy II سازی مدل محیط چند از استفاده با ترکیبی های مدل ایجاد

گردند. تعریف

1 Sensor network2 Actor-oriented3 Wired

17

(10شکل)Visualsense از بندی پیکر یک Ptolemy IIهای شبکه از گرا مؤلفه طراحی که است

کند. می فراهم را آن ویژوالی و طبیعی سازی شبیه و حسگر پویا طور به که داخلی اتصال های توپولوژی با های مدلPtolemy II در1DEدامنه ساختار در تغییر عنوان به اتصاالت در کند.تغییرات می پشتیبانی کنند, را می تغییر نخ چند دسترسی از پشتیبانی برای دقیق طور به افزار شود. نرم می بحث مدل

می نخ یک است.بنابراین شده طراحی دگرگونی و تغییر قابلیت این به 2شده کشی می تغییر را مدل ساختار دیگر نخ که کند اجرا حالی در را مدل سازی شبیه تواند

اتصاالت تغییرات تا ها اکتور حرکت یا , حذف کردن اضافه بوسیله مثال دهد, برایاست. سازگار و پیشگویی قابل , نتیجه اکتورها میان های چهارچوب دیگر به شبیهPtolemy II درDE دامنه های استفاده ترین راست سر

اکتور )که ها .مؤلفه هستندNS , OPNET , VHDL قبیل از گسسته رویداد کننده مدل توپولوژی تا شوند می وصل هم به ها پورت و دارند هایی شوند( پورت می نامیده بلوک صورت به ساخت برای 3ویژوالی ویرایشگر یکPtolemy IIکند. مدل را انتقال

(11 کند.)شکل می تهیه دیاگرام

1 Discrete event 2 Multithreaded3 Visual Editor

18

شده داده نمایش دیاگرام بلوک عنوان ,بهPtolemy در نمونهDE (مدل11) شکلاست.

سیم: بی های شبکه سازی مدل 1سیم بی حسگر های شبکه از هایی مدل چطور که دهیم می شرح بخش, ما این در

. کنید اجرا را آن و کنید ایجاد

ساخته: پیش مدل یک اجرای

از میدانی از آن در که است صوتی متمرکز سیستم یک از شده ساده مدل یک این به رادیویی پیام بوسیله و شناسایی را صدا یک که کند می استفاده حسگر های گره

دهد می نشان12کند.شکل 3بندی مثلث را صدا موقعیت تا کند می گزارش 2مرکز کند, دو می تعریف سیم بی مدل یک عنوان به ,کهWireless Director شامل مدل که

تعدادی صوتی( یک کانال مدل یک و رادیویی کانال مدل کانال)یک مدل ها مؤلفه این از یک است.هر مدل در هایی اکتور مدل( و دهنده شرح یادداشت)متون

می میان به پا مدل اجرای در 4کننده کند. هدایت می ایفا مدل در نقش یک هایی سیگنال ها دارد.اکتور سروکار ها اکتور میان ارتباط با کانال های گذارد.مدل

کنند. می دریافت و فرستند می کانال طریق از

1 Wireless Sensor Network2 Hub 3 Triangulate 4 Director

19

wireless sound detection مدل از Visualsense نمایش( 12شکل)

اکتور نتیجه ,در کنید کلیک ابزار نوار در رنگ قرمز مثلث اجراست.روی قابل مدل الگوی یک است(در شده داده نمایش شفاف المرکز متحد دوایر با )که صوت منبع

نمایش13 شکل در رنگ آبی فلش یک بوسیله که کند می حرکت به شروع ای دایره منتشر صوتی کانال مدل طریق از هایی رویداد صوت منبع است. اکتور شده داده ای دایره های گره میان فاصله به بستگی که زمانی تاخیر یک با رویدادها کند.این می کنند,آنها می شناسایی را صدا ها گره این که شود.موقعی می دارد, منتشر رنگ آبی به آنها های آیکون و کنند می پخش رادیویی کانال مدل طریق از رادیویی سیگنال یک

داده انجام را کار این آنها که دهد نشان ویژوالی طور به تا کند می تغییر قرمز رنگ شده شناسایی صوتی رویداد زمانی مهر یک شامل رادیویی های اند. سیگنال سیگنال است(این داده نشان رنگ سبز آیکون یک با )که مرکز در 1مثلثی است.اکتور

برای را زمانی های مهر باشد(,و فرستنده برد در آن کند)اگر می دریافت را رادیویی کند, می ترسیم را موقعیت سپس کند. آن می استفاده صوت منبع موقعیت تخمیناست. شده داده نشان13 شکل نمودار در نتیجه

1 Triangulator

20

اجرا حال در مدل (نمایش13شکل)

: پارامترها تغییر دو های دهید.پارامتر انجام آزمایش آنها با توانید می شما که دارد پارامترهایی مدل

بدست است. برای شده داده نشان14 شکل در صوتی کانال و صوت منبع ی مؤلفه و کرده کلیک راست آن روی یا و کنید کلیک دابل اکتور روی پارامترها صفحه آوردن نامsoundRange که دارد پارامتر یک صوت منبع کنید.این انتخاب راconfigure گزینه برای ای دایره آیکون آنگاه متر500 به مثال متر300 از پارامتر مقدار شما اگر. دارد

صوت منبع سیر خط افزایش به منجر مدل مجدد اجرای یابد,و می افزایش اکتور مقدار یک توانید می , شما صوتی کانال های پارامتر شود.در می 1شده بندی مثلث

های رویداد از بعضی فقط مورد این کنید, در تنظیمlossProbability برای صفر غیر تا شود می باعث صفر غیر مقدار یک بهseed شد.تنظیم خواهند شناسایی صوتی

ایجاد را اعداد از توالی همان آزمایش هر که معنی باشد, بدین پذیر تکرار آزمایش هر در را جدیدی " آزمایش0L" فرض پیش مقدار درSeed کردن کرد. رها خواهد

دهد. می ثمر اجرا

1 Triangulated

21

صوتی)سمت کانال مدل چپ(و صوت)سمت منبع اکتور های (پارامتر14شکل)راست(

ساخته: پیش مدل یک ساختار

ها(: بصری)آیکون ( نمایش1 موقعی آن آیکون طور چه که کنید توجه ابتدا کنید.در بررسی را صوت منبع اکتور ابتدا

تواند می آیکون شود.تعریف می , عوض دهید می تغییر راsoundRange پارامتر که داده " نمایشEdit Custom Icon" انتخاب و آیکون روی کلیک راست بوسیله

دور خط روی را ماوس باید ,شما اکتور این برای که کنید شود(.توجه شود)ویرایش داده نمایش15 شکل در شده ظاهر دهید.پنجره قرار متمرکز های دایره از یکی است.در مشاهده قابل آیکون مرکزی بخش فقط که باشید داشته یاد است.به شده دریافت است( برای مشاهده قابل15 شکل در )همچنانکه Zoom Fit روی ابزار نوار

برای تواند می چپ سمت در ببینید(.کتابخانه را16 کنید)شکل کلیک کامل تصویرشود. استفاده آیکون به ها آیتم کردن اضافه

شود داده تغییرsoundRange پارامتر که موقعی آن کنید,اندازه توجه بیرونی دایره به راConfigure و کنید کلیک راست )یا کنید کلیک دابل آن کند.روی می پیدا ,تغییر

های پارامتر که کنید شود.توجه می ظاهر17 شکل در پارامتر کنید(,پنجره انتخابwidthو heightمقدار با عبارات بوسیله "soundRange*2است.زبان شده " داده

است. قدرتمند است شده استفاده اینجا تواند می که اصطالحی

22

صوت منبع روی راست کلیک از " بعدedit custom icon" (انتخاب15شکل)

ابزار نوار در Zoom fit روی کلیک (نتیجه16شکل)

پارامتر به آن ماتی درجه که شفاف نیمه رنگ یک با بیرونی دایره توانیم می ماsoundRangeراست سمت )در کننده انتخاب شکل این ( .در18 )شکل دارد بستگی

رنگ ازalpha مقدار شد, و استفاده قرمز رنگ انتخاب شده( برای داده نشان

23

صوت منبع اکتور بیرونی دایره های (پارامتر17شکل)

" با دستی طور است, به رنگ کننده تعریف آرایه از عنصر چهارمین ,کهsoundRange/1000.0" است. شده داده نشان19 شکل در شد.نتیجه تنظیم

دارد بستگیSoundRange به که صوت منبع بیرونی دایرهfill color (تنظیم18شکل)

24

صوت منبع بیرونی دایره رنگ تغییر (نتیجه19شکل)

: ها (کانال2 باضافه20 شکل در که دارد کانال مدل دو12 درشکل شده داده نشان مدل

این میان اختالف تنها که ببینید توانید می است. شما شده داده نشان پارامترهایشان کانال است.برایpropagationSpeed پارامتر آنها(مقدار نام از کانال)گذشته دو

با ,آن صوتی کانال برای که حالی شود,ر می " تنظیمInfinity" مقدار با ,آن رادیویی"340.0("meters/secondتنظیم ) شود. می

"} مقدار باdefaultProperties نام به پارامتر یک کانال دو هر که کنید توجهrange=Infinityیک عبارت {" دارند. این recordنام به فیلد یک با "rangeمقدار " با "

Infinityپارامتر های کند. فیلد می " تعیین defaultPropertiesکانال, مسیر یک از , را شود سفارشی فرد به منحصر طور به تواند می ویژه ارسال یک در که را هایی اختیاری طور به تواند می کانال هر طریق از ویژه ارسال ,یک مورد این .در کند تعیین

بی شود,که می استفاده فرض پیش ,آنگاه نشود تعیین آن کند.اگر تعیین را برد یک به رسیدن در ارسال ندارد. یک وجود محدودیتی هیچ که کند می است,تعیین 1نهایت

است. دور گیرنده از چقدر که ندارد اهمیت و بود خواهد موفق گیرنده

1 Infinity

25

هایش پارامتر و12 شکل (کانال20شکل)

: مرکب های (اکتور3 کنیم.چه سفارشی را اکتور یک از ویژوالی نمایش توانیم می طور چه که دیدیم ما

طور به12 شکل در صوت منبع اکتور کنیم؟ تعیین را آن رفتار توانیم می ما طور می مشخص Ptolemyمدل وسیله به آن رفتار که استcomposite actor یک واقعی

انتخاب راLook Inside و کنید کلیک راست اکتور ,روی تعریف این تشخیص شود.برایاست. شده داده نمایش21 شکل در داخلی .مدل کنید یک عنوان به را مدل این که داردDE Director یک21 شکل در مرکب صوت منبع های مدل با خوبی به DEهای کند.مدل می تعریفPtolemy II از گسسته رویداد مدل

است. عادی سیم بی های گره درDE های مدل وجود این بر کنند.بنا می کار سیم بی داده نمایش300 فرض پیش مقدار با DE Director از بعد soundRange پارامتر

می را صوتی رویداد یک که باالیی ,بخش است بخش دو شامل است. مدل شدهدهد. می حرکت را آیکون که پایینی بخش یک فرستد,و

12 شکل در صوت منبع اکتورLook Inside (نتیجه21شکل)

26

می " نامیدهsoundPort" کهport یک و 1کالک یک کنید.آن توجه باالتر بخش به ابتدا در آنها روی کلیک دابل بوسیله پورت هم و کالک هم ( پارامترهای22 دارد.)شکل شود

شکل در آیند, همچنین می ( بدستconfigure انتخاب و آنها روی کلیک راست )یا شودو می تنظیم 2.0 با کالکperiod که باشید داشته یاد اند. به شده داده نشان

values دارد اشاره . این1 صحیح عدد با عنصری تک آرایه شود,یک می تنظیم{1}با 1 صحیح عدد شده تولید کند. مقدار تولید ثانیه دو هر را صوت یک باید کالک که این به

ندارد. خاصی معنی هیچ که است شده داده نشان22 شکل در دارد, همچنانکه هایی پارامتر نیزsoundPort مؤلفه

" مقدار که است ای رشته مقدار با پارامتر یکoutsideChannel است. پارامترSoundChannelاستفاده ارسال برای پورت این که است کانالی نام دارد.این " را

باشد.پارامتر20 شکل در شده داده نشان کانال نام با مطابق باید کرد, و خواهدoutsideTransmitPropertiesمقدار "{range=soundRange}یک که دارد " را record

به " دارد,کهsoundRange" عبارت با شده داده مقدار " باrange" نام به فیلد یک با داشته آید.توجه می بدست مرکب اکتور ازsoundRange پارامتر از مقدار سادگی

خواهد , باطل فیلد این برای را نهایت بی فرض پیش مقدار کار این که باشید نمی کنترل را آیکون ویژوالی ظاهر فقطsoundRange پارامتر ساخت.بنابراین

کند. می کنترل نیز را ارسال برد کند,بلکه شده ایجاد های نمونه خیر,همه یا هست برد در گیرنده آیا که گیری تصمیم منظور به

استفاده گره موقعیت از نمایشی یک عنوان به را آیکون موقعیتVisualsense توسط. اند اختیاری هایی کنند.بخش می

افزار نرم کنند, ساختار می استفاده را بعدی دو موقعیت ها نمونه این همه اگرچهکند. می پشتیبانی نیز را بعدی سه موقعیت شده بیان

کند می تولید را صوتی رویداد که قبلی شکل در مرکب از (بخشی22شکل)

: اجرا (کنترل4WirelessDirectorکند.مانند می کنترل را مدل اجرای که است ای مؤلفه12 شکل در

شده داده نشان23 شکل در آن پارامترهای دارد پارامترهایی نیز آن ها مدل اغلب"MaxDouble" با 2توقف زمان که کنید اند.توجه

1 Clock 2 stop time

27

12 شکل درwireless director های (پارامتر23شکل)

مدل که کند می تعیین است.این بزرگ بسیار عدد شود,که می تنظیم گردد. اجرا همیشه برای باید

بدین شود.این می کنترلDirector از synchronizeToRealTime پارامتر که کنید توجه 2 هر در را صوت یک که کالک کنید,اکتور می اجرا را مدل که هنگامی که است معنی بیشتر سرعت در را هایی رویداد تا شد نخواهد داده کند,اجازه می تولید یکبار ثانیه اجرا هنگام گرایانه واقع زمانی های مقیاس دریافت برای پارامتر کند.این ایجاد

کنترل اجرا حال در های مدل برای باید پارامتر ,این شود.معموال می استفاده رویداد ساز شبیه عملکرد سازی میزان دربارهDirector پارامترهای شود.دیگر

هستند. گزارش این قلمرو از فراتر است.آنها گسسته

: جدید مدل یک (ساخت5 هر بپردازیم.در جدید حسگر سیم بی شبکه مدل یک ایجاد به خواهیم می ما حاال

ای پنجره کار کنید.این انتخاب راVisualsense , FileNewGraph Editor پنجره Wireless یک شامل دهد.آن می نتیجه را شده داده نشان24 شکل در آنچه مانند

Directorدیگری چیز هیچ نه است,و .PowerLossChannel ی کتابخانه از را WirelessChannelشده داده نشان25 شکل در ,همچنانکه1بکشید چپ سمت در

است. .دقت است شده داده نشان25 شکل در , که کنید توجه کانال این های پارامتر به

فیلداست,} دو همراه به رکورد یک شاملdefaultProperties پارامتر که کنیدrange=Infinity, power=Infinityتوان در مختلف های مدل برای تواند می کانال {.این

را مدلی شود. ما استفاده فاصله از تابعی عنوان به توان اتالف همچنین و ارسال می بدست را ارتباط کند دریافت توان کافی اندازه به گیرنده اگر که ساخت خواهیمآورد. نخواهد بدست را ارتباط صورت این غیر آورد,در

1 Drag

28

Documentation اکتور برای PowerLossChannelبوسیله تواند اکتورها( می و)سایر , ما مثال این بیاید.در بدست Get Documentationانتخاب و اکتور روی راست کلیک

برای شده تولید متن که داشت خواهیم را26 شکل در شده داده نمایش صفحه صفحه این دهد.باالی می , نشان کند می مشخص را کانال این که جاوا کالس

, اینکه به دارد اشاره که شده داده نمایش اکتور این ای زنجیره بری نمایش, ارث وDelayChannel از ترتیب همین است.به یافته توسعهLimitedRangeCannel از اکتور

یابد.هر می گسترش AtomicWirelessChannel از نیز آن وErasureChannel از بعد یک هر برای 1منبع کد کنند, و می اضافه را سودمندی کمی مقدار ها کانال این از یک می , فراهم کنند می تعریف را کانال های مدل طور چه اینکه از مثالی یک عنوان به

ببینید.)شکلLook Inside انتخاب و کلیک راست با را منبع کد توانید می شود.شما توضیح راpowerPropagationFactor , پارامتر متن27 شکل در مثال عنوان (.به27دهد. می

جدید مدل یک ساخت (پنجره24شکل)

1 Source code

29

کانال یک با شده ثابت جدید (مدل25شکل)

PowerLossChannel برایdocumentation (پنجره26شکل)

از توان فیلد در سپس و شود می ارزیابی که عبارتی یک عنوان به توان "انتشار ,یک کار راحتی شود.برای می ضرب گیرنده به سازی رها از قبل ارسال مشخصات

و فرستنده میان فاصله با معادل و است دسترس در شده نامیده distance متغیرکه می شود.بنابراین, عبارت می ارزیابی توان انتشار فرمول که موقعی است گیرنده

30

در توان عنوان به باید توان فیلد .مقدار باشد داشته بستگی فاصله این به تواند گردد.یک تفسیر باید گیرنده در توان چگالی عنوان به ولیکن شود تفسیر فرستنده

قلمرو نمونه طور قلمرو)به یک و اش بازدهی با را توان چگالی است ممکن گیرنده در مقایسه برای را آمده بدست توان سپس تواند می گیرنده دهد.یک ( افزایش آنتن تداخل, برای به سیگنال نسبت گیری تصمیم برای کشف,یا قابل آستانه یک برابر

کرد. استفاده powerPropagationFactor 1.0/(4*PI*distance*distance) فرض پیش مقدار شعاع به کره یک در یکنواخت صورت به ارسال توان که است این بر فرضاست.

distanceچگالی ارسال توان یک بوسیله این افزایش است.نتیجه شده توزیع قلمرو بوسیله را توان چگالی این باید سطح(است.گیرنده واحد بر توان)توان آنتن( ناحیه دهد)مثل کند,افزایش می استفاده انرژی گرفتن برای را آن که حسگری

را انرژی مؤثر طور به آن طور چه که دهد می نشان که بازدهی فاکتور یک همچنین وگیرد. می

PowerLossChannel برای کد (منبع27شکل)

فیلد یک با رکورد عنوان به فرستنده بوسیله تواند می ارسال مشخصات از توان فیلد" است. نهایت بی کانال این فرض پیش شود.مقدار پشتیبانی 1دابل نوع از توان

بسازیم. ها پارامتر این از استفاده با را مدل یک تا بدهید اجازه ما به سمت در ActorWirelessActors کتابخانه از راWirelessComposite از نمونه دو

و آنها روی راست کلیک بوسیلهReceiver و Transmitter به را بکشید. آنها چپ دارند نیاز پورت به ها مؤلفه (.این28 دهید)شکل نام تغییرCustomize Name انتخاب نمایید.روی انتخاب راConfigure Ports و کنید راست کلیک آنها روی آن ایجاد .برای و کنید ایجاد فرستنده برایoutput نام با خروجی پورت یک و کنید کلیکADD دکمه

پورت یک

1 Double

31

wirelesscomposite از نمونه دو با شده ثابت (مدل28شکل)

راست کلیک پورت هر (. روی29 کنید)شکل ایجاد گیرنده برایinput نام به ورودی "PowerLossChannel" با راoutsideChannel و کنید انتخاب راconfigure و کرده

باشد(. منطبق کانال نام با واقعا باید قسمت کنید)این مشخص

گیرنده و فرستنده به شده اضافه های پورت با (مدل29شکل)

انجام کنیم. برای می شروع ها گره از ساده های مدل با گیرنده و فرستنده کار ما شود.توجه می حاصل30 شکل پنجره کنیم,که میLook Inside را کار,فرستنده این قابل مکان یک به را است.آن شده واقع چپ سمت باال در خروجی پورت که کنید

ActorsSo کتابخانه ازPoissonClock اکتور از نمونه یک آن به دهیدو انتقال تر قبول

32

urceTimedSourceپورت اتصال, از یک ساخت (.برای31 دهید)شکل اتصال را پورت از و کردهCtrl+Click بکشید,یا و کنید کلیکPoissonClock اکتور خروجی PoissonClock بکشید.اکتورPoissonClock اکتور خروجی پورت به فرستنده خروجی

از رویدادها بین زمان که جایی کند, در می تولید تصادفی های زمان در را رویدادهایی کالک پوآسون ازmeanTime پارامتر بوسیله داده ابزار با نمایی تصادفی متغیر یک

به است.اگر مناسب ما اهداف برای استکه1.0 آن فرض پیش آید.مقدار می بدست پارامتر تا کنید کلیک دابلWirelessDirector روی و گردید بر باالتر پنجره

synchronizeToRealTimeنرخ با را هایی رویداد فرستنده کنید, سپس ست را آن کرد. خواهد تولید ثانیه در یک متوسط

فرستنده (درون30شکل)

شده تکمیل (فرستنده31شکل)

33

بسازید. را32 شکل در شده داده نشان مدل و کنیدLook Inside را گیرنده اکتورکنید: پیدا زیر مسیر تحت اکتورها کتابخانه در توانید میRamp اکتور

SourceSequenceSourceبیابید: زیر مسیر از راdisplay اکتور و

SinksGenericSinks

می اجرا آماده مدل است.حال شده داده نشان شکل چپ سمت در همچنانکه شکل درdisplay در اجرا نتیجه کنید کلیک ابزار نوار در رنگ قرمز مثلث باشد.روی

به شما کند. اگر می تولید را ها ورودی از تعدادی Rampاست. شده داده نشان33 عدد تعدادی کنید,سپس ست راsynchronizeToRealTime پارامتر که باشید داشته یادشد. خواهد ظاهر ثانیه یک میانگین فاصله با تصادفی زمانهای در

)یاxml. پسوند (.ازFileSaveکنید) ذخیره را خود فایل تا بخواهید است ممکن شماmomlکه شوید مطمئن تا کنید ( استفاده Visualsenseمدل فایل یک عنوان به را این

داد. خواهد تشخیص

شده تکمیل (گیرنده32شکل)

34

دهد می نمایش را باال شده داده توضیح اجرای نتیجه کهdisplay(33شکل)

فاصله از تابعی عنوان به کانال توان اتالف اینکه برای را مدل این که دهید اجازه کتابخانه درGetProperties ,اکتور کار این انجام نماییم.برای شود,اصالح مشاهده

ActorWirelessActorاکتور کنید,وجایگزین پیدا Rampشکل کنید گیرنده داخل در( که کنید دارد.توجه وجود35 شکل درdisplay در نتایج کنید اجرا را مدل ( .حال34

نیست. مفید بسیار است,که نهایت بی همیشه شده دریافت توان

دهد. می نمایش را شده دریافت مشخصات که شده اصالح (گیرنده34)شکل

35

باالست. در شده طراحی گیرنده از استفاده نتیجه که display(35شکل)

یکPowerLossChannel است,و نکرده مشخص را ارسال توان واقع,فرستنده در توسط شده معرفی توان . اتالف25 شکل دارد,همانند نهایت بی فرض پیش توان که موقعی و است نهایت بی ارسال توان مدل این در است,زیرا مربوط نا کانالشود. می حاصل نهایت بی توان هم شود,باز می افزوده صفر غیر اتالف را انتقال توان کنیم پیدا دست انرژی اتالف از تری معقول مدل یک به آنکه برای

پارامتر تنظیم و فرستنده خروجی پورت روی راست کلیک بوسیلهoutsideTransmitPropertiesبه {"power=1.0تنظیم "} مجدد ( اجرای36 کنید)شکل

در گیرنده حرکت بوسیله توان سطح پذیری تغییر ,که بود خواهد37 شکل شبیهآید. می اجراست,بدست حال در مدل حالیکه در فرستنده اطراف

فرستنده ارسال توان (تنظیم36شکل)

36

نشان باال شکل در را ارسال توان مجموعه از استفاده نتیجه کهdisplay(37شکل)دهد. می

دارد.این نهایت بی شده دریافت توان مقادیر از یکی که کنید توجه37 شکل به Documentation.ازباشند منطبق یکدیگر بر وگیرنده فرستنده دهد می رخ موقعی

دریافت مشخصات درPower فیلد مقدار که کنید فراخوانیPowerLossChannel برای یک گیرنده و فرستنده اگر رو این .از مطلق توان یک است,نه توان چگالی یک شده

در توان چگالی باشد,آنگاه ای نقطه منبع یک فرستنده و کنند اشغال را فیزیکی فضای یک بوسیله را توان چگالی این گیرنده مدل نمونه, یک طور است.به نهایت بی گیرنده توان سطح یک تا داد خواهد افزایش دهی آنتن بازده یک و مؤثر دهی آنتن سطح

کند. دریافت را مطلق شده دریافت موفق ارسال آیا که گیرنده در گیری تصمیم برای تواند می شده دریافت توان چگالی

ساختار دریافت برای را گیرنده مدل کار این انجام گردد.برای استفاده خیر یا بوده زیر مسیرهای در شده استفاده های کنیم.اکتور می اصالح38 شکل در داده نمایش

دارند: قرار

RecordDisassembler:ActorFlowControlAggregatorsExpression:ActorsMathBooleanSwitch:ActorsFlowControlBooleanFlowControl

37

مقدار زیر توان که جایی در کند می نظر صرف را رویداد که گیرنده (مدل38شکل)باشد آستانه

استفاده کند.برای می استخراج را رکورد یک از هایی فیلدRecordDisassembler اکتور مورد این در دارند, که را فیلد نام همان که را خروجی های پورت باید ,شما آن از

Powerاکتور از استفاده کنید.برای ایجاد را استExpression ورودی های پورت ,باید (,و38 شکل " درPowerکنید)" استفاده خواهید می که را نامی هر کنید,و ایجاد را

کند,بدهید) در می مشخص ها ورودی قالب در را ها خروجی که را عبارت یک سپس اگر بود ( خواهدtrue ,درست)Expression اکتور "(.خروجیPower>1.0E-6 "38 شکل این غیر در باشد, و Expressionدر شده بیان مقدار از بزرگتر شده دریافت توان

از control پورت Booleanسیگنال بود. این (خواهدfalseاشتباه) صورتBooleanswitchبسته خروجی دو از یکی به را اش ورودی کند, که می اندازی راه را

مقادیر ,که true خروجی فقط ما مورد این فرستد.در ,می کنترل ورودی مقدار به می مشاهده را است Expressionدر شده بیان مقدار از بیش شده دریافت توانکنیم. هستند,این کوچک سیاه لوزی یک شامل اتصاالت بعضی38 شکل در که کنید توجه

یک ایجاد است.برای مکان چندین به سیگنال یک دهی مسیر برای ویژوالی مکانیسم نوار از استفاده با یاctrl+click از استفاده شود(با می نامیده vertex)که لوزی چنین لوزی داشته,روی نگه راctrl کلید آن از اتصال یک ایجاد برای و کنید ایجاد را آن ابزارکنید. رها را آن و بکشید دلخواه مکان به را اتصال و کرده کلیک

:plot اکتور کارگیری ( به6 مفید متنی حالت در آن نمایش به نسبت ها داده ترسیم در مدل یک برای اغلب

درآنجا کنید,که اصالح39 شکل در شده داده نشان مدل به را38 شکل است.مدلاست. شده زیرجایگزین مسیر ازTimedplotter بوسیلهDisplay اکتور

38

ActorsSinkTimedSinks

کند. می رسم زمان از تابعی صورت به را شده دریافت توان (گیرنده39شکل)

است. شده داده نمایش40 شکل در اجرا نتیجه

زمان از تابعی صورت به شده دیافت توان دهنده نشان (نمودار40شکل)

رویplot پنجره کند.در پیدا بهبود تواند می توجهی قابل طور به نمودار نمایش صفحه ظاهر41 شکل پنجره ( تا40 کنید.)شکل کلیک راست سمت گوشه درformat دکمه

39

شکل درplot در شده داده نشان نتایج پنجره در همچنانکه را ها گردد.پارامترکنید. ,تنظیم42

کردن کلیک از یا و کرد استفاده آن باالی های دکمه از توانید می کردنzoom برایکرد. استفاده آن کشیدن وdisplay روی

نمودار فرمت تنظیم (پنجره41شکل)

باال پنجره از استفاده با کرده تغییر (نمودار42شکل)

: سازی مدل های قابلیتVisualsense از گسسته رویداد ساز مدل از گسترشی یک Ptolemy IIبه است.آن

ها مؤلفه اتصال مکانیسم کند,اما می حفظ را گسسته رویداد معنای ای گسترده طور بخش در شده ساخته مدل نیست.در نیاز آشکار بندی سیم دهد,بطوریکه می تغییر را

واقع شوند,در می ترکیب مراتبی سلسله طور به سیم بی و سیمی های ,مدل قبلی سازی مدل های مکانیسم از قدرتمندی بسیار مجموعه یک که Ptolemy II همه

شود. استفاده انتشار اثرات و حسگر های گره های مدل ساخت برای تواند است,می

40

کانالی مدل دهیم,و می شرح صریح طور به را گسسته رویداد معانی ,ما بخش این در مراتبی سلسله مؤلفه مدل و حسگر های شبکه در اتصاالت گیری تصمیم برای که را بعضی کردن مطرح با را ها قابلیت سپس کنیم.ما می بحث حسگر گره هر برای رادهیم. می سیستم,توضیح با هایی نمونه عنوان به اند یافته بهبود که ها مثال از

: گسسته رویداد سازی (شبیه1Directorدر کلیدی نقش یک Ptolemy IIکند: آن می بازی semantics1مرکب یک از را

می ارائه را ارسال مکانیسم ( وconcurrency) همزمانی مدل کند.آن می تعریف Wireless Directorکند. می سازی پیاده را ساز شبیهVisualsense ,Director دهد.در

است.Ptolemy II درDEDirector موجود پیش از نکرده تغییر تقریبا کالس زیر یک

: کانال های ( مدل2 فرستنده یک که است.موقعی اکتور یک خودشVisualsenseدر کانال مدل یک

کند می دهد,تولید می ارجاع نام بوسیله را کانال که سیم بی پورت یک در را رویدادی بوسیله که را مشخصات است ممکن شود.کانال می رها ارسال برای کانال در رویداد

یک به را رویدادی تاخیر است ممکن دهد,و تغییر را شود می پشتیبانی فرستنده آنجا در کانال ,ضمانتVisualsenseکند.در سازی رها انتشار تاخیر مدل در فرستنده

بهره جمله از محیط و عوارضی اثرات کردن مدل برای ها مؤلفه یابد.دیگر می پایانشود. استفاده غیره و دهی آنتن

: سیم بی گره های (مدل3 DE های مدل از تری جالب طور به یا شوند مدل توانند می جاوا در حسگر های گره

های مدل قبیل )ازPtolemy II های مدل دیگر ( یا دیاگرام بلوک عنوان مرسوم)بهDataFlowمدل یا متناهی حالت های , ماشین Continuous-timeکنند.رفتار ( استفاده

Modalیک هر برای ها پاالیش تهیه و متناهی حالت ماشین یک طرح بوسیله تواند می می مثال برای کند. این مشخص حالت آن در را گره رفتار تا شود تعریف ها حالت از

های مدل و شود استفاده حالت از تابعی عنوان به انرژی مصرف سازی مدل در تواندسازد. می ممکن راMac Protocol و انرژی مصرف میان تزویج از ساختگی

: سازی مدل قابلیت از هایی (مثال4 در ابتدایی پنجره از شوند,که می داده شرح مثال با اینجا سازی مدل های قابلیت اکثر

است. دسترس: ها بسته (ساختار1-4

Ptolemy IIرکورد مانند پیوسته انواع شامل که است پیچیده نوع سیستم یک شامل مشخصات برای توانند می ها رکورد طور چه که دادیم نشان ما باال ست. در ها

مفید بار با ها بسته ساخت برای توانند می همچنین شوند. آنها استفاده ارسال , RecordAssemblerاست. یکسان شوند. مکانیسم استفاده اختیاری

RecordDisassembler , RecordUpdaterها رکورد کردن مجزا و مونتاژ برای توانند می شود. استفاده

: ها بسته (اتالف2-41 Composite

41

, پارامتر است کانال های مدل اغلب برای پایه کالس یک ,کهErasuerChannel مدلLossProbabilityتوزیع ی ها بسته مستقل, اتالف کردن مدل برای تواند می که را

کند. می شود, پیشنهاد استفاده مساوی طور به شده

: باتری (توان3-4 تعریف اختیاری های مدل بوسیله سیم بی های شبکه در حسگر های گره که آنجایی از

تحت ساده مثال است.یک آسان توان یا انرژی مصرف های مدل شوند, ایجاد می راست سمت در شده, که داده نشان43 شکل " درCircular Range Channel" عنوان

ارسال برد کاهش برای را کالک پوآسون یک که را ای فرستنده توانید می شما می تخلیه آن باتری همچنانکه را زمان طول در ارسال برد کاهش تا کند می استفاده

کند. شود, مدل

به و کند می حرکت فرستنده برد سمت به که ای گیرنده توان اتالف (مدل43شکل)گردد. می نزدیک آن

: توان (اتالف4-4 را گیرنده در توان تغییر " کهPower Loss Channel" نام به مدل یک شامل اولیه پنجره

یک و گیرنده سازی باال,پیاده سطح دهد.مدل می توضیح فاصله از تابعی عنوان به

42

عنوان به را قاعده همان مدل دارد.این وجود44 شکل در آن اجرای از منتج نمودارکند. می استفاده باال در شده داده توضیح آموز خود مثال

ارسال برد تنزل سازی مدل با زمان طول در باتری (تخلیه44شکل)

: 1ها (برخورد5-4 زمان یک در فاصله بال ,رویدادهاVisualsense اساسی گسسته رویداد معانی در

مدل (ندارند.برایdurationزمانی) دوره یک آنها که معنی دهند.بدین می رخ بخصوص کنند می 2تسهیم را عمومی کانال و گیرند زمان که ها پیام برخورد کردن صریحاکند. لحاظ را 3پیام طول

1 collisions2 Share 3 message duration

43

یک فرستنده دو مدل این است.در آمده45 شکل در مدلی چنین از ساده مثال یک می ارسال تصادفی های زمان در را ثابتی طول با های پیام و کنند می تقسیم را کانال

می حرکت چرخشی الگوی در ها فرستنده از یکی کنید اجرا را مدل کنند.چنانچه می دور آن از و شود می آن نزدیک و کرده حرکت به شروع دیگر فرستنده از کند,دور توسط درصورتی هایش پیام است دور گیرنده از که موقعی شروع هنگام شود.در زمان یک در همپوشانی باعث که را پیامی دیگر فرستنده که شود می دریافت گیرنده دهد روی برخوردی چه گردد دریافت دیگر فرستنده از پیام نکند.چه را, ارسال نشود

دور کافی اندازه به آن است.اگر دور چقدر اولی فرستنده که دارد این به بستگی دریافت پیام بنابراین نیست کافی ارسال از جلوگیری برای 4تداخل توان پس است

پیام اینکه برای کافی اندازه به تداخل توان پس باشد تر نزدیک آن شود.اگر میبود. نشود,خواهد دریافت

دهد می نشان را هایی پیام باالیی اند.نمودار شده داده نشان45 شکل در نمودار دو وقوع از ویژوالی نمایش قرمز(,یک و آبی های رنگ اند)در شده ارسال که

می نشان را شده دریافت توان نمودار در دهد.مقدار می نشان را 5همپوشانی فرستنده است.برای ثابت شده دریافت توان است ثابت که ای فرستنده دهد,برای

کند می افزایش به شروع ,سپس کند می کاهش به شروع شده دریافت توان متحرک تا می سقوط دوباره آن از بعد شود می ثابت فرستنده توان با معادل تقریبا

در شکل خیر؟در یا است رفته بین از پیام آیا که دهد می نشان پایینی کند.نمودار متحرک فرستنده از ها پیام از یکی جز به است.همه رفته بین از پیام هفت مجموع

اند(. شده داده نشان قرمز رنگ است)به کانال بوسیله 6ارسال مشخصات به که اضافی فیلد یک با مدل این در پیام طول

راست سمت پایین در کانال این است.پارامترهای شده داده نشان شود می اضافه"} مقدارdefaultproperties پارامتر که کنید هستند.توجه45 شکل

range=Infinity,power=Infinity,duration=1.0دارد.فیلد {" را durationاین در فیلد این توانند می اختصاصی طور به ها دهد.فرستنده می نشان را پیام رکورد,طول

یک شان پورتها ازoutsideTransmitProperties پارامتر تنظیم بوسیله و گرفته نادیده راduration کنند. ایجاد دلخواه

دریافت سیگنال مقدار این است.در شده داده نشان46 شکل در گیرنده سازی پیاده و داردfalse ارزش باشد ثابت فرستنده پیام کننده تولید اگر است,کهBoolean شده

باشد. متحرک فرستنده کننده صادر صورتیکه در داشت خواهدtrueارزش گردد,که می استفاده شده دریافت مشخصات استخراج برایGetProperties اکتور

رکورد ازduration وpower های است.فیلد پیام طول و شده دریافت توان شامل CollisionDetector به و شوند می استخراجRecordDisassembler بوسیله مشخصات

هایی پیام چه و شده دریافت هایی پیام چه که کنند گیری تصمیم گردند,تا می تحویلیابد. می اختصاص نمودارها ساخت به مدل است.بقیه رفته بین از

CollisionDetector اکتور نمایش47 شکل در آن توضیحی است.متن پیچیده نسبتااست. شده داده

4 interfering power 5 Overlap6 transmit properties

44

هستند گیر زمان که ها پیام برخورد مدل(45شکل)

قبل شکل در گیرنده سازی (پیاده46شکل)

45

collisiondetector اکتور برایdocumentation(47)شکل

: ارسال دهی آنتن (بهره6-4 ( دارد.اینdirectional antennaدار) جهت آنتن یک سیم بی کانال یک برای فرستنده یک کنندگی هدایت چه کند.اگر می مطرح کننده مدل در را داری معنی پیچیدگی یک یک باال در .مادارد بستگی گیرنده موقعیت به آن است,اثر فرستنده از محلی خاصیت یک

ایم. ( دیدهpropagation losses) انتشار اتالف سازی مدل برای را ارسال خاصیت کانال با شود,فرستنده می استفاده دهی آنتن بهره برای همچنین ارسال مشخصات

را ارسال مشخصات که است اکتوری که کند می ثبت راproperty transformer یک گیرنده به را رویدادی کانال اینکه از کرد.قبل خواهد اصالح بخصوص ارسال هر برای

تا دهد می اجازه آن به کندو می اجرا راproperty transformer دهد, تحویلکند. اصالح را ارسال مشخصات

نشان48 شکل در است جهتی ارسال آنتن یک شامل که مدل یک از ساده مثال یک Transmit Antenna" عنوان تحت افزار نرم ابتدایی پنجره در مدل است.این شده داده

Gainالگوی یک در گیرنده کنید می اجرا را مدل این که است.موقعی مشاهده " قابل و کرده گیری اندازه را شده ارسال توان و کند می حرکت فرستنده اطراف چرخشی

عنصری هشت ای مرحله به مرحله ترتیب با آنتن یک کند.فرستنده می ترسیم را آندارد. 1کننده هدایت با

1 Steering

46

جهتی. ارسال آنتن یک شامل (مدل48شکل)

فرستنده طراحی طور چه دهدکه می نشان مثال با (.آن49 است)شکل پیچیده کامال باال شود.در استفادهVisualsense در تواند میPtolemy II کامل سازی مدل توان

می مدل را فرستنده آنتنtransmitPropertyTransformer شکل,اکتور چپ سمت (ارائهtokenنشانه) ورودی یک با که است:موقعی ساده بسیار ارسال در کند.رفتارش

می تولید خروجی پورت تغییر,در را,بدون نشانه ورودی همان سادگی به شود,آن می شده استفاده کانال با را خودش اکتور ,این ارسال این رفتار بر عالوه حال هر کند.به

می است,ثبتProperty Transformer یک به وصل اش خروجی که پورتی بوسیله می رخ ها گیرنده بعضی به خروجی پورت طریق از سیم بی ارسال که کند.هنگامی

می فراخوانی گیرنده هر برای راtransmitPropertyTransformer دیگر بار دهد,کانال اکتور بردارنده در مدل و کند می فراهم را گیرنده کند,موقعیت

transmitPropertyTransformerکند. می اجرا را شده داده نشان49 شکل درtransmitPropertyTransformer اکتور بردارنده در مدل

نشان است.آن شده داده نمایش مدل باالی سطح شکل راست سمت باال است.در با (,آن کانال به پاسخ در ارسال هر برای شود)یکبار می اجرا که موقعی که دهد میشود. مقدار می آمادهproperties وsenderlocation , receiverlocation مقدار سه

properties فیلد یک شامل مورد این در که است رکوردی یک powerمدل بوسیله که است.این شده اصالح گیرنده به فرستنده از هدایت در دهی آنتن بهره محاسبه برای و کند می محاسبه جهت آن در را آنتن کند,بهره می محاسبه را ارسال زاویه مدل

مدل این کنید کند.توجه می بندی مقیاس را propertiesو رکورد ازpower فیلد سپس طور به بیشتر که معمولWirelessDirector وDEDirector بر عالوهSDFDirector یک

محاسبه که است بخاطر دارد.این نیز را شد می استفادهVisualsense در عمومی دهی آنتن بهره است. سیگنال پردازش تابع یک اساسا

47

می محاسبه49 شکل میان در شده داده نشان مدل از استفاده با دهی آنتن بهره" و"ArrayElement" های نام )بهIterativeOverArray اکتور دو مدل شود.اینSteeringکننده هدایت یا فرمان بردار کاربرد و آرایه عناصر سازی مدل برای "(را برای یکبار را خود درون های مدل که هستند هایی ها,اکتور اکتور کند.این می استفاده

-higherهای مؤلفه از هایی مثال ها اکتور کنند.این می اجرا ورودی آرایه عنصر هرorderآنتن عناصر تعداد که جایی در مدل یک تعریف به قادر مورد این در هستند,و

شوند.همان می داده دیاگرام داخل افزار سخت به نسبت بیشتر پارامتر یک بوسیلهشود. استفاده گیرنده در آنتن بهره سازی مدل برای مکانیسم

قبل. شکل مدل برای گیرنده طراحی(49) شکل

وجود هستند بخصوص انتقال روی بر اجرا قابل کهproperty transformer چندین اگر مشخصات روی آنها که عملیات شوند.بنابراین می اجرا دسته یک در آنها دارد,سپس

و کنند می انتخاب را فیلد یک نمونه,آنها طور .به باشد پذیر مبادله باید دهند می انجامدهند. می افزایش ثابت یک بوسیله را آن

48

افزار: نرم ساختار قابل های اند.مؤلفه شده داده نشان50 شکل درPtolemy II در کلیدی های کالسمرکب) (یاatomicاتمیک) توانند کنند, می می سازی پیاده را اکتور واسط اجرا

compositeاکتور که حالی شوند,در می تعریف جاوا کد در اتمیک های (باشند.اکتور شوند. می اسمبل و ها)اتصاالت(تشکیل رابط و ها اکتور از مرکب های

Ptolemy II در کلیدی های کالس دهنده نشانUML کالس (دیاگرام50شکل)

از مرکب اکتور یک در که است هایی پورت مرکب,شامل یا و اتمیک ,خواه اکتور هر توانند می همگی ها رابط و ها یابند.اکتورها,پورت می (پیوندrelationها) رابط طریق

director است.director یک ها خصلت از (.یکیparameterباشند) دارا را هایی خاصیتکند. می بازیPtolemy II در کلیدی نقش یک در را انتقال معانی و همزمانی مدل و کند می تعریف را مرکب یک معنای آن

Visualsenseکند. می بیانdirectorکند. می سازی پیاده را ساز شبیه گره است.یک شده داده نشان51 شکل در کند می پیادهVisualsense که ای توسعه

از یک هر از کالسی زیر یک تواند می که است سیم,اکتوری بی شبکه درTypedAtomicActorیا TypedCompositeActorبرای که است اینها میان باشد.تفاوت TypedAtomicActorبرای که حالی در شود می تعریف جاوا کد در ,رفتار

TypedCompositeActorهای مدل در رفتار Ptolemy IIیک خود که گردد می تعریف است. اکتورها از ترکیبی

49

مثال که دارند هایی دهند,پورت می انجام سیم بی صورت به را ارسال که ها اکتور را داده ,اکتورPtolemy II پورت هر با هستند.همچنانکهWirelessIOPort از هایی

فرستد. می پورت رویbroadcast یا send متد فراخوانی بوسیله با را مقصد های پورت توانند نمی broadcast و WirelessIOPort ,send مورد در

وجود اتصاالتی چنین بگیرند,زیرا تصمیم دیاگرام بلوک روش اتصاالت از استفاده آن به و کنند می تعیین نام بوسیله را سیم بی کانال از نمونه یک آنها عوض ندارد.در

بوسیله کند.نمونه گیری تصمیم را ها های(پیام )مقصد مقصد تا کنند می محول نمونه می مشخص سیم بی کانال نام با معادل پورت از outsideChannel پارامتر تنظیم

دارند,یک یکسانی نامهای مراتب سلسله از معین سطح یک در ها اکتور شود)همهشود(. می تهیه پایه کالس بوسیله مشخصه

.... شکل در کهAtomicWirelessChannel پایه کالس وWirelessChannel واسط WirelessIOPort با شوند.آنها می طراحی پذیری توسعه است,برای شده داده نمایش

می استفاده ها داده ارسال برای راtransmit عمومی متد کنند,که می کار هم با یک ,وsource port ارسال,یک برایtoken ,یک گیرد می آرگومان سه متد کند,که

propertiesمثال(. برای ارسال )توانAtomicWirelessChannelمحافظت های متد از ای دنباله یک (شدهprotectedدارد,که)

گذاری کد روش شود.در می داده # نشان راهنمای عالمت بوسیله دیاگرامUML درPtolemy IIخط)_(شروع زیر عالمت با که دارند هایی نام شده محافظت های ,متد

شوند. می در رفتار کد آنجا در که است طراحی استراتژی الگوی از ای ساده مثال یک این

می محول شده محافظت های متد به را جزیی رفتار و کند می فراهم بزرگ مقیاسکند.

شود: می داده نمایش زیر کد شبه بوسیلهAtomicWirelessChannel فرض پیش رفتارPublic void transmit(token,sender,properties){

Foreach receiver in range{ _transmiTo(token,sender,receiver,properties)

}}

_ شده محافظت متد هستند,آن محدوده یک در گیرنده اینکه گیری تصمیم برایreceiverTnRange)(همه با ها گیرنده همه فرض پیش بوسیله که کند می فراخوانی را

شود,همچنانکه می کانال,نگهداری نام همان به دهند می ارجاع که هایی پورت_ عمومی متد فرض پیش)(transmitTo_ شد.متد مشخص فرستنده بوسیله

transformProperties)(آرگومان اصالح برای Propertiesسپس و شود می استفاده tokenو propertiesدهند.متد می قرار گیرنده داخل در را شده اصالح

transformProperties)(متد از استفاده که را 1مشخصه مبدل هر registerPropertyTransformer)(ای اضافه کار برد,ولی می کار به است کرده ثبت را

فرض پیش است نشده ثبت مشخصه مبدل اگر دهد.بنابراین نمی انجامAtomicWirelessChannelمعرفی را انتقالی افت هیچ و ندارد را برد های محدودیت

زیر طور چه که دهیم نشان ها مثال از سری یک طریق از توانیم می حاال کند.ما نمیسازد. می آسان مفید(را تر)و مفصل های مدل ساخت کالس

1 property transformer

50

شبکه سازی مدل برای کلیدی های کالس دهنده نشانUML (دیاگرام51) شکلسیم بی حسگر

51

:Ptolemy II در سازی پیاده شده داده شرح حسگر های گره وایجاد سازی پیاده از هایی نمونه گزارش ادامه در

عمرباتری مانند دارد دخالت شبکه یک آنالیز در موثر عامل چندین پتولومی است.در توانند می که عواملی گرفتن نظر در با استفاده, همراه مورد ی وسیله سیگنال ورنج

شبکه سازی شبیه ابزار این باشند.در داشته حسگرها از مفید استفاده در منفی اثر شامل هایی قابلیت است.چنین ممکن نیز حسگری های قابلیت گسترش با هایی

در داده بررسی با همراه یابی مکان های الگوریتم و صدا یا لرزه زمین شناسایی مورد در ما آگاهی افزایش با که ها کاربرد وبسیاری است حسگری های شبکه

که طور شد. همان خواهد ممکن سیم بی ارتباطات حسگر های شبکه شد گفته قبال آنها از استفاده تنوع این رسد می نظر به که دارند فراوانی های وقابلیت کاربردها

واکنش بایستی باشیم داشته کاراتر ای شبکه اینکه برای است. حال نامحدود واقعا مهم کنند,همچنین می کار هم با چگونه آنها اینکه با همراه بفهیم کامل را ها گره

بدانیم ما که است خورد می شکست حسگر ی شبکه که دالیلی : اوال توانایی ودوما های حسگر, فاکتور های شبکه مدل طراحی حسگری. در شبکه ی یافته توسعه های

نظر در شوند صحیح,کامل سازی شبیه یک از قبل که کارهایی عنوان به باید مزبور: است چنین وار فهرست شود انجام باید که شود.کارهایی گرفته

حسگر های شبکه )واکنش( در تعامل فهمیدنها پورت وپیکربندی سیم بی وکانال سیم بی ارتباط طریق از داده مدیریتحسگر های شبکه نقایص

گره روی شده فشرده , منابع بیرونی , تاثیر صوت , شدت توان رفتن دست از تاثیرگانه چند های درمحیط حسگر های

حسگر های شبکه یافته توسعه های توانایی قرمز, , مادون , صوت لرزش نظیر خصوصیاتی کردن حس و پردازش بر عالوه

وصدا حرکت ردگیری های الگوریتم با همراه داده پردازش افزودن و حرکت آغاز حسگر شبکه سازی شیه یک کردن مدل مهم کار سه این کردن کامل مجرد به

شود. می

پتولومی ناهمگن کردن ومدل طراحی های سیستم برای وطراح ساز کننده,شبیه مدل پتولومی,یک ناهمگن تحقیقی پروژه

دستگاه است.مانند ترکیبی تکنولوژی با توکار های سیستم روی تمرکز با همزمان و الکترونیکی وسایل و افزاری سخت افزار نرم های دیجیتال, سیستم و آنالوگ های

یا مختلط کردن حس عمل که است هایی سیستم روی تمرکز مکانیکی.همچنین پردازش قبیل از مختلف عملیات بسیاری که هایی سیستم یعنی دارند پیچیده

ترکیب را کاربری های واسط و متوالی های گیری بازخورد, تصمیم سیگنال, کنترل اکتور/مولفه طریق از را پیچیده های سیستم کردن مدل توانایی کنند. پتولومی می

های مدل از پتولومی, استفاده کلیدی اصول از دارد.یکی را کاربری واسط بر مبتنی ویژه مزیت یک است.این ای مرتبه ناهمگن طراحی محیط یک در محاسباتی گانه چند حسگر شبکه یک اجرای در فراوانی و متفاوت است. فاکتورهای حسگرها ی دامنه در

و است ساخته توانا آسانی به فاکتورها این انداختن بدام در را شما موثرند.تپولومیشود. فراگیر ی کاره همه ابزار یک پتولومی که است شده باعث

52

حسگر شبکه مدل و اطالعات آوردن چندگانه,بدست جغرافیایی مناطق کنترل توانایی حسگر های شبکه

حسگر های شبکه این از بنایی زیر باشد.طراحی می دارا را شبکه در داده پردازش سه پتولومی در طراحی یک هدف ترین باشد.اساسی برانگیز چالش بسیار تواند می

ایجاد طراحی یک آغاز ی است.نقطه قبل های قسمت در شده مطرح اصلی عامل حسگر های شبکه جزء هر برای قدم به قدم طراحی تکنیک یا فرآیندها از جریانیاست.

کاربرد: و مثال چند:1سازی (غرق1

(بهbroadcasting queryرادیویی) های پرسش برای الگوریتم یک از ارزیابی ابتدا,یک که ,موقعی ها گره همه به دستیابی شود.برای می شرح حسگر شبکه در مؤثر طور تکرار را پیام است ممکن کند,آن می دریافت را رادیویی پیام یک حسگر گره یک

شبکه در کردن نفوذ برای نیاز مورد های تکرار چنین تعداد کاهش کند.مقصود شده داده نشان52شکل در شده اجرا های آزمایش از یکی از تصویر است.یک یک دایره مرکز دهد.در می نمایش را حسگر گره یک دایره ,هر تصویر این است.در

گره برای را گیرنده و فرستنده موقعیت است.این آنتن یک نمایش برای آیکون در اکتور شوند)یک می پخش تصادفی طور به حسگر های دهد.گره می نمایش

است(. شده فراهم تصادفی پخش درک برای کتابخانه یک عنوان به دهد,که می انتشار را ها 2پرسش از ثابتی تعداد یک مدل این اجرای با پایه گره آزمایش این است.در شده مشخص حسگر شبکه طریق مدل,از پارامتر

به را پرسش یک که است شده داده نمایش52 شکل در شفاف نیمه سبز رنگ دایره آن شنیدن محض به را پرسش این ها گره همه ابتدا کند.در می منتشر متناوب طور

شبکه توپولوژی ها رود,گره می پیش اجرا همچنانکه حال هر کنند.به می تکرار در شده داده شرح ی شده توزیع الگوریتم بر مبتنی و گیرند می یاد را آنها اطراف در رنگ قرمز آیکون با که هایی گیرند.گره می آن توقف یا تکرار ادامه به ,تصمیم

تکرار آبی آیکون با ها گره که حالی در کنند می تکرار که هستند هایی ,گره52 شکلاست. شده همگرا الگوریتم آن از دهند,بعد نمی انجام را تأخیر بدون رادیویی کانال یک طریق از را ارسال حسگر های آزمایش,گره این در

یک حسگر گره از انتشار دهند.برد می انجام اتالفی و نویز هیچ بدون و زمانی برای52شکل شود.در می داده نشان ای دایره آیکون با و است گره از پارامتری

شود. داده تغییر آسانی به تواند می آن هرحال است.به یکسان ها گره همه

1 Flooding 2 Query

53

سازی غرق مثال از (تصویری52شکل)

:1 بندی (مثلث2 با حسگر های ها(گره باتری مورد این توان)در منبع از مدل کاربرد,یک از مثال این در منبع موقعیت گیری تصمیم برای هم با صوتی های گره که سناریویی یک از مدل یک

(53 شوند.)شکل می کنند,تزویج می همکاریtriangulation بوسیله صوت گره و کند می حمل را متحرک منبع یک های سیگنال صوتی کانال یک مثال این در

تأخیر صوتی دهند.کانال می انتقال رادیویی کانال یک طریق از را آن حسگر های می مدل ای لحظه عنوان به رادیویی کانال که حالی در گیرد می نظر در را انتشار

,آیکون مثال آن شد.همانند داده شرح باال در که سازی غرق مثال مدل به شود,شبیهدهند. می نمایش را خود ارسال برد ها گره ای دایره های

می حمل حسگر های گره به متحرک صوت منبع یک از را ها سیگنال صوتی کانال کند,آن می کشف را صوتی سیگنال یک حسگر گره یک که کنند.موقعی

می منتشر رادیویی کانال طریق از حسگر(را گره موقعیت و کشف مشاهده)زمان انتشار موقعیت و زمان کره آوری جمع را مشاهدات صوت ردیاب اکتور کند.یککند می محاسبه را متحرک منبع از صوت

1 Triangulation

54

بندی مثلث مثال (تصویر53شکل)

:1ترافیک بر (نظارت3 یک آمد و رفت بوسیله هستند.اشیا پویا و دینامیک بسیار حسگر های شبکه اغلب حرکت حسگر میدان یک اطراف در است ممکن و شوند می نظارت حسگر شبکه

یک باتری که موقعی و شوند ملحق شبکه به توانند می جدید حسگر های کنند.گرهکند. می ترک را شبکه آن شود می تخلیه حسگر گره پشتیبانی شبکه در تغییرات از باید پویایی حسگر های شبکه چنین از طبیعی مدل یک شبکه در موجود ی ها مؤلفه مجموعه در داخلی,بلکه اتصال توپولوژی در فقط نه کند

بطوریکه با دارد.ما پشتیبانی مدل ساختار در تغییر برایPtolemy IIشد, مشاهده قبال بر نظارت کاربرد با حسگر شبکه سازی مدل این طور چه که دهیم می نشان مثال

شود. گرفته کار به ترافیک تحلیل برای اصلی پایگاه به که اطالعات آوری جمع برای جاده امتداد در ها حسگر شبکه چنین سازی شبیه و سازی مدل شوند.برای می شود,توزیع می فرستاده بیشتر

گره هر برای مؤلفه یک شامل سازیم,که می حسگر میدان برای مدل یک ابتدا ما ای صوتی کانال یک ها,و حسگر میان انتقال برای سیم بی کانال ها)یک کانال و حسگر

حسگرها( . در عبوری وسایل از سیگنال انتشار برای تولید برای محرک مدل یک به براین عالوه کنیم سازی شبیه را شبکه رفتار اینکه برای

باید ورودی از نوع چه که است این داریم.سؤال نیاز حسگر میدان به ترافیک ورودی است ماشین یک آن مشخص طور گردد؟به فراهم حسگر میدان در محرک مدل برای

,محرک جهت این شود.در می وارد حاشیه و کران یک در جاده امتداد در که یک واقعا می ها ماشین که آنجایی است.از حسگر میدان به شده ماشین)اتومبیل(اضافه مدل

نخواهد کنند,میسر ترک را آن مدتی از پس و شده منطقه یک وارد زمان هر در توانند1 Trafic Monitoring

55

دینامیک ساختار نگهداری شوند.برای مدل حسگر میدان در ایستا طور به آنها تا بود که کنیم)یکی می استفاده را 1باال سطح اکتور یک ,ما ها ماشین خروج و ورود علت به که را که دیگری مدل اکتوری چنین را( .یک دیگر ورودی گیرد می مدل عنوان به

2شده نگهداشته مدل اجرا طول در و گیرد می بر کند,در می معین را اش محاسبه

ورودی اولین دارد,با ورودی دو باال سطح شود.اکتور داده تغییر پویا طور به تواند می دوم ورودی و شود پردازش باید شده نگهداشته مدل که کند می دریافت را داده

تواند می مدل تغییراتکند. می دریافت جاری نگهداشته مدل در را مدل تغییرات کند.مؤلفه اضافه کنند می مدل را ها ماشین که اکتورهایی قبیل از جدیدی های مؤلفه

کنند. اضافه یا حذف را اتصاالت و موجود های یک ابتدا دارد.آن تهی درون مدل یک باال سطح اکتور شود می شروع اجرا که موقعی

برده کار به تغییر از ,بعد کند می دریافت حسگر میدان ساخت برای را مدل تغییر تصمیم ترافیک مدل که کند.هنگامی نمی پیدا ادامه ای نقلیه وسیله هیچ با شده,اجرا

می تولید را ماشین مدل یک آید,آن وجود به میدان به ماشین ورود که کند می گیری قرار برای را شده نگهداشته مدل فرستد,سپس می را آن باال سطح اکتور به کندو برنامه طبق بر منطقه در ماشین حرکت با دهد.اجرا می تغییر ماشین مدل دادن

که کند می کشف صوتی کانال بوسیله مسیرش در حسگر و یابد می ادامه رانندگی سپس کند,حسگر شناسایی را ماشین یک .اگر خیر یا دارد وجود اتومبیل عبور یک آیا

فرستد. می اصلی پایگاه به را ای داده

: 3کننده تعقیب و دشمن منطقه در جنگی (گمشده4 می شناسایی ها حسگر میدان در را 4جنگی گمشده سیم بی گره یک مثال این در

درخت یک تا کنند می برقرار ارتباط یکدیگر با میدان در ها (,حسگر54کند)شکل که هایی گره شود(به می نزدیک آن به جنگی گمشده که ریشه)جایی گره از 5پوشا

جنگی گمشده حسگر که هستند,بسازند.موقعی آن مانند و ریشه گره از 6جهش یک گره به را پیامی یک و دهد می قرار ریشه عنوان به را کند,خودش می شناسایی را

کند. می پخش اش همسایه های که عمق و شود,موقعیت می شناسایی جنگی گمشده که است زمانی شامل پیام

تغییر ریشه گره آیا که کند می کنترل است.آن صفر ها حسگر از ریشه گره برای به تر کوتاه مسیر یک که آن(یا شناسایی زمان کنترل بار)بوسیله آخرین از شده داده و کند می ثبت را شده شناسایی زمان است,آن چنین دارد.اگر وجود ریشه گره

را پیام یک درخت(و در عمق و کند)موقعیت می رسانی روز به را 7پدرش گره اطالعات ارسال آن همسایه های گره است, به درخت در عمق و ,موقعیت شناسایی زمان شامل که

شده توزیع طور به پوشا درخت یک حسگر شبکه در کار این انجام کند.با می دارند,اندیس ریشه گره از که ای فاصله طبق بر ها حسگر و شود می ساخته دیگر های حسگر بوسیله است ممکن ان جنگی گمشده حرکت شوند.با می گذاری

کند. تغییر پویا طور به درخت و شود شناسایی

1 Higher-Order2 contained model 3 Evader & pursuer 4 Evader5 Spanning Tree 6 Hop 7 Parent

56

دهد می و... نمایش ها کانال همراه به را ها حسگر میدان که (تصویری54شکل)

گمشده رنگ سبز آیکون و است کننده تعقیب ها حسگر میان داخل رنگ قرمز آیکوناست. جنگی

از سیگنال دریافت برای سیگنال)که پورت از ای نشانه حسگر گره یک که موقعی می تشخیص کند,آن می دریافت شود(را می استفاده جنگی گمشده یا کننده تعقیب

گمشده از آن (.اگر1سیگنال ابتدای بررسی فرستاده)با را سیگنال کسی چه که دهد را پیام یک و نشاند می بعدی ریشه گره عنوان به را خودش شده,گره ارسال جنگی کننده تعقیب به پیامی یک آن وگرنه دهد می انتشار درخت رسانی روز به برای

با کننده تعقیب و دهد تشخیص را پدر گره یا منشأ گره موقعیت آن تا کند می ارسالکرد. خواهد حرکت جنگی گمشده سمت به اطالعات این

ها حسگر دیگر از پیام دریافت برای که ورودی پورت از را نشانه آن که موقعی یا کرده تغییر 2ریشه گره آیا که کند می ,بررسی کند می شود,دریافت می استفاده

یک و دهد می انجام را رسانی روز به آن است چنین دارد.اگر وجود تر مسیرکوتاه یککند. می مصرف را پیام صورت این غیر دهد,در می انتشار را پیام

گمشده ردیابی برای پدرش گره طرف به پوشا درخت آخر گره از کننده تعقیبکند. می حرکت جنگی

1 Signal header 2 root node

57

:1کوچک (جهان5 گره هر که دهد می نشان را حسگری شبکه یک مثال این که را پیامی اولین مجددا

منتشر را پیام یک 2آغازگر نام به مؤلفه (.یک55دهد)شکل می انتشار کند می دریافت و جهش دو از جهش,بعد یک از بعد را پیام که را هایی گره تعداد رد مدل کند,و می

می رسم ای میله نمودار یک و کند می کنند,نگهداری می دریافت آخر الی همینطورکند.

small world مدل از (تصویری55شکل)

گره, زمانی کرد.یک خواهد منتشر را پیام یک کنید,آغازگر می اجرا را مدل که موقعی بیش را پیام که صورتی در کند,و دریافت جهش اولین در را پیام که شد خواهد قرمز

سفید نکند دریافت را پیامی هیچ اگر و شود می سبز گره کند دریافت جهش یک ازماند. خواهد

1 Small world 2 Initiator

58

مراجع:[4] C. T. Ee, N. V. Krishnan and S. Kohli, “Efficient Broadcastsin Sensor Networks,” Unpublished Class Project Report, UCBerkeley, Berkeley, CA, May 12, 2003.

59