دانلود مقاله ترجمه شده سیستم مدیریت خرابی هوشمند در شبکه‌های حسگر بیسیم با کاهش مصرف انرژی

چکیده

در شبکه‌های حسگر بی‌سیم (WSN)، زمانی که یک خطای سخت‌افزاری شناسایی و به سرعت تصحیح نشود، نظارت بر یک شبکه حسگر، تماما به خطر می‌افتد. این پژوهش روش جدیدی را در متمرکز نمودن سیستم مدیریت خرابی برای شبکه‌های حسگر بیسیم 6LoWPAN ارائه می‌کند. این سیستم مبتنی بر دو سطح تشخیص خرابی است. سطح اول بصورت محلی، توسط تمامی سنسورهای درون شبکه و با استفاده از روش‌های آماری اجرا می‌گردد. سطح دوم توسط ایستگاه پایه، از طریق یک مجموعه از پرسپترون چند لایه از نوع شبکه‌های عصبی مصنوعی (ANN) اجرا می‌شود. یکی از این سطوح بطور مداوم با داده‌های جریان مرتب می‌شود در حالی که سطح دیگر برای اتخاذ تصمیمات واقعی در مورد کشف خرابی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ورودی‌های این شبکه‌های عصبی مصنوعی(ANN)، خروجی‌های یک فیلتر کالمن و یک شتاب سنج هستند. نتایج تجربی نشان می‌دهد که این رویکرد قادر به کاهش ترافیک پیام و مصرف انرژی در یک شبکه حسگر بیسیم با حفظ میزان دقت تشخیص بیش از 97 درصد است.

1-مقدمه

با توسعه‌ی سیستم‌های تعبیه شده با مصرف انرژی پایین، کوچک‌سازی دستگاه‌های الکترونیکی، توسعه‌ی پروتکل‌ها و زیرساخت‌های ارتباطات، شبکه‌های حسگر بیسیم بطور فزاینده‌ای در زندگی ما حضور یافته‌اند. در حال حاضر بکارگیری سیستم‌های شبکه‌ای کنترل از راه دور برای پایش سلامت[1]، پیشگیری و کاهش خطرات طبیعی[2]، مدیریت و حفاظت از تنوع زیستی[3]، شهرهای هوشمند[4] و ساختمان‌های هوشمند[5]، بعلاوه‌ی نظارت‌های صنعتی[6] و نظامی[7] بسیار رایج گردیده است. از آنجا که شبکه‌های حسگر بیسیم غالبا در محیط‌های خشن مورد استفاده قرار می‌گیرند، در معرض عوامل شیمیایی و بیولوژیکی قرار داشته و با منابع انرژی محدود فعال بوده، فلذا در معرض خرابی سخت‌افزاری قرار دارند.[8]  بنابراین چنانچه یک خرابی سخت‌افزاری اتفاق بیافتد، تمام شبکه را می‌تواند تحت تاثیر قرار دهد....