شکل ۴-۲۱- میانگین درصد حجمی به دست آمده نسبت به تعداد AUV ها در محیط (محافظت از یک شئ) ۷۵
شکل ۴-۲۲- موضع گیری AUVها در محیط پس از اجزای شبیه سازی (محافظت از یک شئ) ۷۶
شکل ۴-۲۳- پوشش حجمی نرمال شده نسبت به گام زمانی (محافظت از یک شئ) ۷۷
شکل ۴-۲۴- میانگین مسافت طی شده گره ها نسبت به گام زمانی (محافظت از یک شئ) ۷۷
شکل ۴-۲۵- میانگین درجه همسایگی گره ها نسبت به گام های زمانی (محافظت از یک شئ) ۷۸
شکل ۴-۲۶- بهترین برازندگی گره ها نسبت به گام زمانی (محافظت از یک شئ) ۷۹
شکل ۴-۲۷- موضع گیری AUVها در محیط پس از اجزای شبیه سازی (محافظت از یک درگاه). الف- نمای سه بعدی ب- نمای دو بعدی ۸۰
شکل ۴-۲۸- پوشش حجمی نرمال شده نسبت به گام زمانی (محافظت از یک درگاه) ۸۱
شکل ۴-۲۹- میانگین مسافت طی شده گره ها نسبت به گام زمانی (محافظت از یک درگاه) ۸۱
شکل ۴-۳۰- میانگین درجه همسایگی گره ها نسبت به گام های زمانی (محافظت از یک درگاه) ۸۲
فهرست جداول
جدول ۲-۱- مقایسه ی سه تکنولوژی برای ارتباطات زیر آب ۱۳

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

جدول ۲-۲- تاثیر فاصله پهنای باند در امواج صوتی ۱۶
جدول ۴-۱- پارامترهای مورد نیاز در الگوریتم ژنتیک ۵۴
جدول ۴-۲- پارامترها (به دست آوردن تعداد مناسب AUVها برای حداکثرسازی پوشش سراسری) ۵۵
جدول ۴-۳- میانگین درصد پوشش حجمی نرمال شده نسبت به تعداد AUV ها در محیط ۵۵
جدول ۴-۴- پارامترهای مورد استفاده (مقایسه ی استفاده و عدم استفاده از میانگین درجه همسایگی) ۵۶
جدول ۴-۵- مقادیر حاصل از ارزیابی آزمایش مقایسه کنترل و عدم کنترل درجه همسایگی ۶۰
جدول ۴-۶- پارامترها (تاثیر از کار افتادن چند AUV ) 62
جدول ۴-۷- مقادیر حاصل از ارزیابی آزمایش سوم (از کار افتادن ۴ AUV) 65
جدول ۴-۸- مقادیر حاصل از ارزیابی آزمایش چهارم (خطای مکان یابی) ۶۹
جدول ۴-۹- پارامترها (به دست آوردن تعداد مناسب AUVها برای محافظت شئ ) ۷۳
جدول ۴-۱۰- میانگین درصد پوشش حجمی نرمال شده نسبت به تعداد AUV ها در محیط ۷۴
جدول ۴-۱۱- پارامترها (محافظت از یک شئ) ۷۵
جدول ۴-۱۲- مقادیر حاصل از ارزیابی آزمایش پوشش حفاظتی ۷۸
جدول ۴-۱۳- پارامترها (محافظت از یک درگاه) ۷۹
جدول ۴-۱۴- مقادیر حاصل از ارزیابی آزمایش پوشش حفاظتی ۸۲
فصل اول: مقدمه و کلیات
۱-۱- مقدمه­ ای بر شبکه های حسگر بی­سیم زیرآب
شبکه ­های حسگر بی­سیم زیر آب^[۷](UWSN)، شبکه­ ای متشکل از حسگرها هستند. این حسگر­ها در محیط زیرآب به منظور جمع­آوری داده ­های محیطی قرار می­گیرند و از امواج صوتی برای برقراری ارتباط استفاده می­ کنند. شبکه­ حسگر بی­سیم زیر آب جهت بررسی آلودگی­های اقیانوس­ها، بررسی مناطق محتمل برای وجود نفت و گاز، بررسی زمین لرزه­های زیرآب، بررسی وجود ماهی­ها و مراقبت بر عبور زیردریایی­ها و شناور­ها استفاده می­ شود. استفاده تیمی از زیرآبی­های خودمختار­­^[۸](AUVs) مجهز به حسگر، برای پیدا کردن منابع و دستیابی به اطلاعات جایگاه خود را در بسیاری از کاربرد­ها یافته است [۱]، [۲]، [۳]. AUVها توانایی حرکت در همه جهات در محیط سه بعدی زیر آب را دارند [۴]. جهت دست­یابی به عملیات مورد نظر، آن­ها می­توانند برطبق برنامه­ ریزی از قبل مشخص­شده عمل نمایند. این روش محدودیت­هایی از جمله عدم توانایی در روبرو شدن با حالات پیشبینی نشده، دارد. با بهره گرفتن از تکنیک­های هوش مصنوعی می­توان آن­ها را هوشمند نمود تا بدون نیاز به دخالت و کنترل انسانی عملیات مورد نظر خود را انجام دهند [۵] و محدویت­های فوق را برطرف نمایند. مزایای زیادی برای استفاده از تیمی از AUVها در انجام عملیات مشخص در مقایسه با بهره گرفتن از یک AUV وجود دارد. تیم تحت تاثیر از کار افتادن یک AUV نمی­ شود و یا حداقل عملکرد سیستم به تدریج کاهش خواهد یافت. زمان کلی ماموریت کاهش خواهد یافت و باعث صرفه­جویی در هزینه خواهد بود [۶]. در شبکه ­های حسگر بی­سیم زیر آب رسانه انتقال آب است. مناسب­ترین شیوه ارتباطی در محیط زیرآب استفاده از امواج صوتی^[۹] است [۷]. امواج صوتی در زیرآب قابلیت شنیده شدن را دارند. صدای موج­ها، قایق­ها، کشتی­ها و غیره با وضوح مشخصی حتی در فواصل دور قابل شنیده ­شدن است. صوت در آب بسیار موثرتر از هوا حرکت می­ کند. امواج صوتی برای ارتباطات زیرآب گزینه­ی بهتری نسبت به امواج الکترومغناطیسی و نوری هستند. در این شبکه­ ها چالش­هایی وجود دارد که در ادامه به بررسی اجمالی آن خواهیم پرداخت.
۱-۱-۱- چالش های طراحی شبکه های حسگر بیسیم زیر آب
چالش های عمده در طراحی UWSN عبارتند از [۷]:

• • پهنای باند موجود در ارتباطات زیر آب به شدت محدود است.

• • کانال­های صوتی زیرآب به شدت آسیب پذیر هستند که از علل اساسی آن پدیده محوشدگی^[۱۰] و چندگانگی مسیر^[۱۱] است

• • تاخیر انتشار در آب از لحاظ مرتبه، ۵ برابرکانال رادیویی زمینی است و بسیار متغیر است.

• • به علت شرایط ویژه­ی­ کانال­های زیرآبی، نرخ خطای بیت زیاد است.

• • توان باتری­ها محدود است و معمولا امکان شارژ آنها وجود ندارد زیرا نمی­ توان از انرژی خورشید بهره برد.

• • حسگرهای زیرآبی در معرض رسوب و خوردگی تدریجی­اند.

۱-۲- تعاریف ، فرضیات و ضرورت مسئله
قبل از بیان مسئله مورد نظر این پایان نامه در شبکه ­های حسگر بیسیم زیرآب، لازم است تا اشاره­ای به تعاریف و فرضیات و ضرورت موجود در این تحقیق داشته باشیم.
۱-۲-۱- تعاریف
قبل از بیان مسئله واژگانی وجود دارد که نیاز به تعریف آن­ها است.