دانلود رایگان ترجمه مقاله زمانبندی آگاهی از پوشش در شبکه های حسگر بی سیم (نشریه الزویر ۲۰۱۵) (ترجمه ارزان – نقره ای ⭐️⭐️)

springer4

 

 

این مقاله انگلیسی ISI در نشریه اسپرینگر در ۱۱ صفحه در سال ۲۰۱۵ منتشر شده و ترجمه آن ۱۳ صفحه میباشد. کیفیت ترجمه این مقاله ارزان – نقره ای ⭐️⭐️ بوده و به صورت کامل ترجمه شده است.

 

دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله:

زمانبندی آگاهی از پوشش در شبکه های حسگر بی سیم: یک رویکرد قرار گیری بهینه

عنوان انگلیسی مقاله:

Coverage Aware Scheduling in Wireless Sensor Networks: An Optimal Placement Approach

 
 
 
 
 

 

مشخصات مقاله انگلیسی (PDF)
سال انتشار ۲۰۱۵
تعداد صفحات مقاله انگلیسی ۱۱ صفحه با فرمت pdf
رشته های مرتبط با این مقاله مهندسی فناوری اطلاعات
گرایش های مرتبط با این مقاله  شبکه های کامپیوتری، سامانه های شبکه ای
چاپ شده در مجله (ژورنال) ارتباطات شخصی بی سیم – Wireless Personal Communications
کلمات کلیدی پوشش منطقه، فعالیت سنسور زمانبندی، طول عمر شبکه
ارائه شده از دانشگاه گروه مهندسی کامپیوتر، دانشگاه محقق اردبیلی، ایران
رفرنس دارد  
کد محصول F1511
نشریه اسپرینگر – Springer

 

مشخصات و وضعیت ترجمه فارسی این مقاله (Word)
وضعیت ترجمه انجام شده و آماده دانلود
تعداد صفحات ترجمه تایپ شده با فرمت ورد با قابلیت ویرایش  ۱۳ صفحه (۱ صفحه رفرنس انگلیسی) با فونت ۱۴ B Nazanin
ترجمه عناوین تصاویر ترجمه شده است ✓ 
ترجمه متون داخل تصاویر ترجمه شده است  
درج تصاویر در فایل ترجمه درج شده است 
درج فرمولها و محاسبات در فایل ترجمه  به صورت عکس درج شده است  
منابع داخل متن به صورت عدد درج شده است 
کیفیت ترجمه کیفیت ترجمه این مقاله متوسط میباشد 

 

فهرست مطالب

چکیده
۱-مقدمه
۲- کارهای گذشته
۳ فرضیه ها و مقدمات
۳-۱ مفروضات
۳-۲ مدل های پوشش در شبکه های حسگر بی سیم
۴ پوشش آگاه از زمانبندی با روش قرار دادن بهینه
۴-۱ قرار دادن حسگر بهینه
۴-۲ تصمیم فعالیت حسگر
۵- نتایج شبیه سازی و آنالیز
نتیجه گیری

 

 

بخشی از ترجمه
 چکیده
پوشش منطقه یک مسئله مهم در شبکه های حسگر بی سیم است که نشان می دهد چگونه یک منطقه توسط حسگر ها نظارت و یا ردیابی می شود. اما، از آنجا که یک شبکه حسگر منابع انرژی محدودی دارد، بهره وری انرژی برای پوشش این منطقه حیاتی است. یکی از کارآمدترین راهکارها برای پوشش منطقه آگاه از انرژی، زمانبندی است. بدین معنی که بدون هیچ گونه فرضیه در مورد مکان های حسگر، تنها یک روش زمان بندی توزیع شده و موازی، تعیین می کند که در هر مرحله تصمیم کدام حسگرها باید روشن و کدامیک از آنها باید خاموش باشد. هدف نهایی به حداکثر رساندن طول عمر شبکه و حفظ هدف سطح پوشش منطقه است. بخش عمده ای از الگوریتم های پیشنهاد شده در این زمینه، یک گره حسگر را براساس اطلاعات همسایگانش زمانبندی می کند. چنین اطلاعاتی شامل فاصله یک گره از همسایگان، تعداد همسایگان فعال آن و غیره است. در واقع، تبادل پیام در اجرای این الگوریتم ها ضروری است که باعث افزایش مصرف انرژی می شود. در این مقاله، ما یک الگوریتم زمانبندی توزیع شده را پیشنهاد می دهیم، در این صورت، هر گره خود تصمیم می گیرد بر اساس اطلاعات مکانی و تراکم گره در منطقه مورد نظر حسگر خود را روشن یا خاموش کند. برای این منظور ابتدا حداقل تعداد گره ها را که برای پوشش منطقه مورد نظر کافی است محاسبه می کنیم. سپس ما بهترین مکان ها برای گره ها را بدست می آوریم. براساس این مکان محاسبه شده، منطقه به چند زیرمنطقه تقسیم شده است، هر کدام فقط با یک حسگر قابل پوشش هستند. سپس در هر زیرمنطقه، یک روش زمان بندی محلی، دستور فعال سازی حسگر را زمانبندی می کند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی، که CAOP نامیده می شود، می تواند طول عمر شبکه را حداکثر کند، در حالی که پوشش منطقه به صورت کامل برقرار است.
 
۱- مقدمه
شبکه های حسگر بی سیم (WSN ها) شامل گره های حسگر کوچک می باشد [۱] و در بسیاری از کاربردها مانند ردیابی وسایل نقلیه، هشدار خطر و نظارت بر میدان جنگ استفاده شده است. به طور کلی، گره های حسگر بی سیم مجهز به باتری های با قدرت محدود است که می توانند به سرعت و ارزان قیمت برای نظارت بر رویدادهای محیطی به کار گرفته شوند. در چنین شبکه ای، جایگزینی باتری گره غیرممکن است، به این ترتیب، به منظور طول عمر شبکه طولانی تر و حفظ درجه بالایی از قابلیت اطمینان، یک نوع افزونگی با استفاده از تراکم بالا از حسگر ها فراهم می شود [۲]. اما اگر تمام گره های حسگر در همان زمان فعال باشند، بخش بزرگی از انرژی گره ها به علت مقدار اضافی تبادل پیام کاهش می یابد. بدیهی است که این می تواند منجر به تخریب سریع انرژی گره ها و پایان دادن به زندگی شبکه شود. برای جلوگیری گره ها از فعالیت های غیر ضروری، می توان از الگوریتم های زمان بندی استفاده کرد. الگوریتم های زمانبندی برای زمانبندی گره ها برای فعال کردن جایگزین برای صرفه جویی در انرژی کلی سیستم اعمال می شود. این الگوریتم های زمانبندی اغلب از برخی اهداف طراحی مانند اتصالات، پوشش، صرفه جویی در انرژی و غیره آگاه هستند. به این ترتیب، از آنجا که سیاست زمانبندی، برخی از حسگرها را روشن می کند و دیگران را خاموش می کند، به طور طبیعی ممکن است اتصال و پوشش را کاهش دهد. از این رو، یک زیرمجموعه از گره هایی که برای حس کردن و ارتباط، فعال نگهداری می شوند باید پوشش، اتصال و دیگر اهداف طراحی را تضمین کنند.
مفهوم پوشش یکی از اساسی ترین مسائل در WSN هاست که به طور مستقیم بر کیفیت خدمات(QoS) تاثیر می گذارد. پوشش نشان می دهد که چگونه گره های حسگر مستقر می توانند مجموعه ای از اهداف را دنبال کنند. زمانبندی فعال سازی حسگر تحت محدودیت در پوشش اهداف، مسئله پوشش در ادبیات نامیده می شود. به طور کلی، در پوششWSN 3 نوع پوشش وجود دارد: پوشش نقطه‌ای، پوشش مانع و پوشش ناحیه‌ای [۳]. پوشش نقطه‌ای اشاره می‌کند که نقاط اهداف جداگانه می توانند در هر زمان پوشش داده شوند [۴]. هدف از پوشش مانع آن است که احتمال نفوذ ناشناخته را از طریق شبکه حسگر به حداقل برسانیم. [۳] در پوشش منطقه، هدف پوشش برخی از مناطق است. در تمام راه حل های پیشنهادی، هدف این است که حداقل مجموعه ای از گره های فعال را پیدا کنیم که می تواند پوشش و اتصالات شبکه را در سطح مناسب حفظ کند در حالیکه مصرف انرژی توسط گره های حسگر تا حد امکان متعادل است.
تاکنون بسیاری از الگوریتم های زمانبندی پوشش ارائه شده است. برخی از این الگوریتم ها [۵] فرض می کنند که گره ها با استفاده از برخی از دستگاه ها یا تکنیک ها، مکان های خود را می دانند. دیگران [۶] معتقدند که فاصله بین گره ها با استفاده از قدرت های سیگنال دریافتی به دست می آید. برخی دیگر [۷] بعضی از گره های موبایل را با تحرک قابل کنترل در نظر می گیرند. برخی دیگر محققان همچنین الگوریتم های کنترل پوشش را بدون استفاده از هر مکان، فاصله یا اطلاعات زاویه گره های حسگر پیشنهاد کرده اند.
از دیدگاه دیگر، یک الگوریتم زمانبندی فعالیت حسگر می تواند به صورت متمرکز یا توزیع شده باشد. یک پروتکل زمانبندی توزیع شده می تواند به راحتی به شبکه های حسگر بزرگتر گسترش یابد، بنابراین مطلوب تر است. اغلب در این پروتکل ها فرض می شود که زمان به دورهای مختلف تقسیم می شود. در ابتدای هر دور، تمام گره های حسگر از خواب بیدار می شوند و باید تصمیمات فعلی خود را در نظر بگیرند. این مرحله تصمیم گیری مبتنی بر تبادل پیام است. علاوه بر این، در پایان یک دور، تمام حسگرها باید فعال شوند و مرحله تصمیم گیری باید در دور بعدی تکرار شود. برخلاف، میزان مصرف برق مبادلات پیام ممکن است بسیار زیاد باشد، اگر مقیاس شبکه بزرگ باشد.
این مقاله فرض می کند که هر گره حسگر محل آن را می داند و سپس تلاش می کند تا یک الگوریتم زمانبندی پوشش منطقه آگاه از انرژی را طراحی کند. الگوریتم پیشنهادی یک رویکرد توزیع شده را دنبال می کند و زمانبندی آگاهانه پوشش (CAOP) برای قرار دادن بهینه حسگر ها نامیده می شود. هدف طراحی آن حفظ محدوده پوشش و طولانی کردن طول عمر شبکه با مصرف انرژی کارآمد است.
بقیه این مقاله به شرح زیر است: در بخش بعدی، برخی از الگوریتم های موجود بر اساس زمانبندی در مورد پوشش WSN بررسی می شوند. بخش ۳ مقدمات لازم برای این کار را فراهم می کند. در بخش ۳، الگوریتم پیشنهادی (CAOP) داده شده است. بخش ۴ عملکرد الگوریتم پیشنهاد شده را ارزیابی می کند و نتایج آن را با سایر کارهای مرتبط مقایسه می کند. در نهایت، در بخش ۵، این مقاله به پایان رسیده است.

 

بخشی از مقاله انگلیسی

Abstract

Area coverage is an important issue in wireless sensor networks, which reflects how well an area is monitored or tracked by sensors. But, since a sensor network has restricted energy resources, energy efficiency is vital for this area coverage. One of the most efficient solutions to provide energy-aware area coverage is scheduling. That is, without any assumption about sensors’ locations, only a distributed and parallel scheduling method determines which sensors should be on and which ones should be off in each decision period. The ultimate objective is to maximize network lifetime and keeping a target level of area coverage. A major part of the algorithms proposed in this field, schedule a sensor node activity based on its neighbors’ information. Such information includes the distances of a node from its neighbors, the number of its active neighbors, etc. Indeed, message exchange is essential in the implementation of these algorithms which causes to increased energy consumption. In this paper, we propose a distributed scheduling algorithm, at which, each node itself decides to make its sensor on or off based on its location information and the node density over the target area. For this purpose, we first compute the minimum number of nodes that are enough to cover the target area. Then we obtain the best locations for theses nodes. Based on these computed location the area is partitioned into some sub-area, each one coverable by only one sensor. Then in each sub-area, a local scheduling procedure schedules the activation order of sensor. Simulation results show that the proposed algorithm, called CAOP, can maximize the network lifetime while maintaining complete area coverage.

 

۱ Introduction

Wireless sensor networks (WSNs) consist of small-sized sensor nodes [1] and have been used in many applications such as vehicle tracking, danger alert and battlefield surveillance. Generally the wireless sensor nodes are equipped with finite power batteries that can be deployed cheaply and rapidly for monitoring the environment events. In such a network replacing node battery is impossible, hence, in order to prolong the network lifetime and to keep a high degree of reliability, a type of redundancy is provides by deploying a high density of sensors [2]. But, if all the sensor nodes are active at the same time, a major part of nodes’ energy will be consumed due to an extra amount of message exchanges. Obviously, this can lead to fast depletion of nodes’ energy and ending the network life. To prevent the nodes from unnecessary activities, we can use some scheduling algorithms. Scheduling algorithms are applied to schedule nodes to be activated alternatively to save the overall energy of the system. These scheduling algorithms are often aware of some design goals such as connectivity, coverage, energy saving and so on. That is, since the scheduling policy makes some sensors on and makes others off, naturally it may cause to reduced connectivity and coverage. Hence, a subset of nodes that are kept active for sensing and communication must ensure coverage, connectivity and other design objectives.

The coverage concept is one of the most fundamental issues in WSNs, which directly affects the quality of service (QoS). The coverage indicates how well the deployed sensor nodes can track a set of targets. Sensor activation scheduling under constraint on covering of targets is called the coverage problem in the literature. Generally, there exist three types of coverage in a WSN: point coverage, barrier coverage and area coverage [3]. Point coverage refers that the separate target points can be covered at any time [4]. The objective of barrier coverage is to minimize the probability of undetected penetration through the sensor network [3]. In the area coverage problem, the goal is to cover some areas. In all the proposed solutions the goal is to find a minimum set of active nodes that can maintain coverage and connectivity of the network in a suitable level while the consumption of the energy by the sensor nodes is as balanced as possible.

By far, many coverage scheduling algorithms have been proposed. Some of these algorithms [5] assume that the nodes know their locations by using some devices or techniques. Others [6] adopt that the distances between nodes can be achieved by using the received signal strengths. Some others [7] consider some mobile nodes with controllable mobility. Some other researchers have also suggested coverage control algorithms without usage of any location, distance or angle information of the sensor nodes.

From other point of view, a sensor activity scheduling algorithm can be either centralized or distributed. A distributed scheduling protocol can be easily expanded to largescale sensor networks, so it is more desirable. It is often assumed in these protocols that the time is divided into rounds. At the beginning of each round, all sensor nodes wake up and must make their activity decisions the current round. This decision stage is based on the message exchanges. Moreover, at the end of a round, all sensors must be activated and decision stage is required to be repeated in the next round. Athwart, the power consumption rate of the message exchanges may be very high, if the network scale is great.

This paper assumes that any sensor node knows its location and then tries to design an energy-aware area coverage scheduling algorithm. The proposed algorithm follows a distributed approach and is called Coverage Aware scheduling for Optimal Placement of sensors (CAOP). Its design goal is to maintain area coverage and to prolong the network lifetime by efficient energy consumption. Rest of this paper is organized as follows. In the next section, some existing schedulingbased algorithms in WSN coverage problem are reviewed. Section 3 brings the required preliminaries for this work. In Sect. 3, the proposed algorithm (CAOP) is given. Section 4 evaluates the performance of the proposed algorithm and compares its outcomes with other related works. Finally, in Sect. 5, this paper is concluded.

 

 

 

دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله:

زمانبندی آگاهی از پوشش در شبکه های حسگر بی سیم: یک رویکرد قرار گیری بهینه

عنوان انگلیسی مقاله:

Coverage Aware Scheduling in Wireless Sensor Networks: An Optimal Placement Approach

 
 
 
 
 

 

 

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *