1. استاد راهنما: دکتر کمال جمشیدی ارائه دهنده: حجت اله بهلولی دی ماه 1386
مکان یابی در شبکه های حسگر بیسیم با استفاده از اطلاعات قابل دسترس بوسيله گره ها
استاد راهنما:
دکتر کمال جمشیدی
ارائه دهنده:
حجت اله بهلولی
دی ماه 1386

2. رئوس مطالب مقدمه بر شبکه های حسگر بیسیم تعریف مکان یابی و جایگاه آن
روشهای فعلی مکان یابی
ارائه روش پیشنهادی
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

3. Wireless Sensor network
شبکه های حسگر بیسیم
بدست آوردن داده
کمک به بقیه گره ها
واسط بین شبکه و کاربر
Sensing Area
Wireless Sensor network
User1
Sinks
Internet / Satellite
User2
phenomenon
تعریف شبکه :
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

4. مثالی از شبکه های حسگر بیسیم
تعریف شبکه :
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

5. کاربردهای شبکه های حسگر بیسیم
نظامی (برای مثال ردگیری اشیاء)
پزشکی (برای مثال کنترل علائم حیاتی)
محیط (برای مثال آنالیز زیستگاه های طبیعی)
صنعتی (برای مثال عیب یابی خط تولید)
سرگرمی (برای مثال بازی مجازی)
زندگی دیجیتالی (برای مثال ردگیری مکان پارک ماشین)
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

6. ساختار یک گره سيستم مكان ياب واحد متحرك ساز واحد حسگر/ كارانداز
مبدل ديجيتال به آنالوگ
سيستم مكان ياب
واحد متحرك ساز
مولد انرژي
واحد حسگر/ كارانداز
پردازنده
فرستنده
گيرنده
بي سيم
حسگر
مبدل آنالوگ به ديجيتال
حافظه
منبع تغذيه
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

7. نمونه عملی گره های شبکه های حسگر
Sensor Board
Interface Board
RF/Processing Board
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

8. ملاحظات گره ها اندازه توان مصرفی قدرت پردازشی برد ارتباطی کم حافظه کم
هزینه
عمر باطری
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

9. مکان یابی و جایگاه آن
شبکه های حسگر بیسیم برای جمع آوری داده ها برپا می شوند.
در بسیاری از موارد مکان داده های جمع آوری شده مهم است
اطلاعات مربوط به یک پدیده طبیعی مثل زلزله یا آتش سوزی
اطلاعات مربوط به نفوذ دشمن به مرز
وجود روشهای مسیریابی مبتنی بر مکان
در نتیجه :
به مکانیزم هایی برای مکان یابی در این شبکه ها نیاز است.
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

10. ساده ترین روش مکان یابی
GPS
دقت بالا
عدم کارایی در محیطهای داخلی و بین ساختمانهای بلند
مصرف بالا
گران قیمت
بزرگ
بنابراین GPS مناسب نیست! باید به دنبال راهکارهای کم هزینه و مناسب این شبکه ها باشیم.
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

11. روشهای ابداع شده برای مکان یابی
این روشها بر مبنای وجود یک سری نقاط مرجع هستند.
الف) روشهای مبتنی بر فاصله
ب) روشهای مستقل از فاصله
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

12. روشهای مبتنی بر فاصله اندازه گیری محاسبه موقعیت
اندازه گیری قدرت سیگنال دریافتی(RSS)
اندازه گیری زمان ورود(ToA)
یک طرفه
دو طرفه
اندازه گیری اختلاف زمان ورود(TDoA)
اندازه گیری زاویه ورود(AoA)
محاسبه موقعیت
Lateration
Angulation
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

13. روشهای مبتنی بر فاصله(ادامه)
معایب و مزایا
دقت نسبتا خوبی دارند
به سخت افزارهای گران قیمت نیاز دارند
برد کارایی آنها کم و محدود است.
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

14. روشهای مستقل از مسافت مکان یابی نقطه ثقل تخمین آزمایش نقطه در مثلث
در این روشها نیازی به داشتن اطلاعاتی در مورد فاصله ها نیست.
مکان یابی نقطه ثقل
تخمین آزمایش نقطه در مثلث
مکان یابی چندگامی
معایب و مزایا
کم هزینه و آسان هستند
دقت پایینی دارند.
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

15. نکته این روشها از اطلاعات داخلی گره ها استفاده نکرده اند.
اطلاعات گردآوری شده توسط خود گره
اطلاعات کسب شده در حین سایر عملیاتها
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

16. پیشنهاد ارائه روشی که یا بهبود یکی از الگوریتمهای موجود به طوریکه
از اطلاعات خود گره ها برای مکان یابی استفاده کند.
استفاده از اطلاعات خارجی را به حداقل برساند.
یا بهبود یکی از الگوریتمهای موجود به طوریکه
از اطلاعات موجود در خود گره ها نیز استفاده کند
در نتیجه
حجم ارتباطات و توان مصرفی کاهش خواهد یافت.
قابلیت توسعه شبکه بالا خواهد رفت.
نیاز به سخت افزار اضافی کمتر خواهد شد.
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

17. ابزارهای شبیه سازی TOSSIM NS2 OmNet++ MiniWiz Ptolemy II
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

18. Q & A
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

19. اندازه گیری قدرت سیگنال
قدرت سیگنال متناسب است با عکس مجذور فاصله
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

20. اندازه گیری زمان پرواز Sender Receiver Sender Receiver T T Known
Unknown
Unknown
Known
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

21. اندازه گیری اختلاف زمان ورود
Sender
Receiver RF
T2 – T1 US
Known
Unknown
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

22. اندازه گیری زاویه ورود 2 1 3 2019/01/14 01:24 ب،ظ دانشگاه اصفهان Kn
UnK 1 2 3
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

23. Lateration در محیط های دو بعدی به سه سطح نیاز داریم
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

24. Angulation به فاصله بین دو ند مرجع نیاز داریم
در محیط دو بعدی به اندازه گیری دو زاویه نیاز است.
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

25. نقطه ثقل
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

26. نقطه در مثلث
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

27. چندگامی میانگین طول گام برای هر گره لنگر 2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

28. انتخابها و محدودیتها
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان

29. منابع 2019/01/14 01:24 ب،ظ دانشگاه اصفهان
[1] I. F. Akyildiz, W. Su, Y. Sankarasubramaniam, and E. Cayirci, “A survey on sensor networks,” Elsevier Computer Networks, vol 38, pp. 393–422, 2002.
[2] A El-Rabbany, “Introduction to GPS: the Global Positioning System,” Artech House, Boston, London, 2002.
[3] K. Langendeon and N. Reijers, “Distributed localization in wireless sensor networks: a quantitative comparison,” Elsevier Computer Networks, vol 43, pp. 499–518, 2003.
[4] P. Bahl and V. N. Padmanabhan, “Radar: An in-building rf-based user location and tracking system,” In Proceedings of the IEEE Infocom 2000, 2000, pp. 775–784.
[5] N.B. Priyantha, A. Chakraborty, and H. Padmanabhan, “The cricket location support system,” In Proceeding of 6th ACM International Conference on Mobile Computing and Networking (MOBICOM), 2000, pp
[6] A. Savvides, C.-C. Han, and M. Srivastava, “Dynamic fine-grained localization in ad-hoc networks of sensors,” In 7th ACM Int. Conf. on Mobile Computing and Networking (Mobicom), 2001, pp
[7] D. Niculescu and B. Nath, “Ad hoc positioning system (APS) using AoA,” In: Proceedings of the IEEE INFOCOM, the Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies, 2003, pp. 1734–1743.
[8] A. Ward, A. Jones, and A. Hopper, “A new location technique for the active office,” IEEE Personal Communications, vol. 4, no. 5, pp. 42–47, Oct
[9] L. Girod, “Development and characterization of an acoustic rangefinder,” Computer Science Department, University of Southern California, Tech. Rep , Apr
[10] Codeblue Project. Available: [Accessed Dec. 4, 2007].
[11] Fraunhofer Body Area Network. Available: [Accessed Dec. 4, 2007].
[12] J. Heidemann N. Bulusu and D. Estrin. “Gps-less low cost outdoor localization for very small devices,” IEEE Personal Communications Magazine, vol. 7, pp.28–34, Oct 2000.
[13] T. He, C. Huang, B. Blum, J. Stankovic, and T. Abdelzaher. “Range-free localization schemes in large scale sensor networks,” In : ACM MobiCom, 2003, pp
[14] D. Niculescu and B. Nath. “Ad hoc positioning systems (aps),” In Proceedings of the IEEE GlobeCom, 2001, pp.2926 – 2931
[15] G. Mao, B. Fidan and B. Anderson, “Wireless sensor network localization techniques,” Elsevier Computer Networks, vol 51, pp. 2529–2553, 2006.
[16] S.-S Wang, K.-P Shih, C.-Y Chang, “Distributed direction-based localization in wireless sensor networks,” Elsevier Computer Networks, vol 30, pp. 1424–1439, 2007.
[17] D. Koutsonikolas, S.M. Das, Y.C Hu, “Path planning of mobile landmarks for localization in wireless sensor networks,” Elsevier Computer Networks, vol 30, pp. 2577–2592, 2007
2019/01/14 01:24 ب،ظ
دانشگاه اصفهان