پروپوزال حفظ پوشش مرزی در شبکه های حسگر بی سیم با استفاده از آتوماتای یادگیر

امروزه زندگی بدون ارتباطات بی سیم قابل تصور نیست. پیشرفت فناوری CMOS و ایجاد مدارات کوچک و کوچک تر باعث شده است تا استفاده از مدارات بی سیم در اغلب وسایل الکترونیکی امروزه ممکن شود. این پیشرفت همچنین باعث توسعه ریز حسگرها شده است. این ریز حسگره توانایی انجام حس های بی شمار در کارهایی مانند شناسایی صدا برای حس کردن زلزله، کشف نفوذ به شبکه و غیره دارند . همچنین جمع آوری اطلاعات در مناطق دورافتاده و مکان هایی که برای اکتشافات انسانی مناسب نیستند فراهم کرده است. اتومبیل ها می توانند از ریز حسگرهای بی سیم برای کنترل وضعیت موتور، فشار تایرها، تراز روغن و غیره استفاده کنند. خطوط مونتاژ می توانند از این حسگرها برای کنترل فرایند مراحل تولید استفاده کنند. در واقع تفاوت اساسی این شبکه ها ارتباط آن با محیط و پدیده های فیزیکی است. شبکه های سنتی ارتباط بین انسان ها و پایگاه اطلاعاتی را فراهم می کند در حالی که شبکه ی حسگر مستقیماً با جهان فیریکی مستقیماً با جهان فیزیک در ارتباط است. حسگرها محیط فیزیکی را مشاهده کرده، بر اساس مشاهدات خود تصمیم گیری نموده و عملیات مناسب را انجام می دهند. نام شبکه حسگر بی سیم یک نام عمومی برای انواع شبکه های بی سیم خاص منظوره است. برخلاف شبکه های سنتی که همه منظوره اند شبکه های حسگر نوعاً تک منظوره هستند . بنابراین شبکه های حسگر در نقاط مختلفی کاربرد دارند برخی از این کاربردها به صورت فهرست وارآورده شده است:

- نظامی(برای مثال ردگیری اشیاء و کشف نفوذ)

- بهداشت(برای مثال کنترل علائم حیاتی)

- زیست محیطی(برای مثال آنالیز زیستگاههای طبیعی)

- صنعتی(برای مثال عیبیابی خط تولید)

- سرگرمی(برای مثال باز مجازی)

- زندگی دیجیتالی(برای مثال ردگیری مکان پارک ماشین)

در این شبکه ها مشکلات و چالش هایی اعم از پوشش های ناحیه ای، پوشش مرزی گره ها، مصرف انرژی، نرخ بقاء شبکه، نفوذ و غیره وجود دارد که تاکنون روشهای متعددی در جهت رفع این چالشها مطرح شده است. پوشش مرزی گره ها در شبکه های حسگر بی سیم از جمله مهمترین چالش های مطرح در این شبکه های هستند که عدم توجه به آنها در محیط های امنیتی می توان باعث نفوذ متجاوزیر و افراد سودجو به محیط تحت پوشش گردد . بنابراین اهمیت این مشکل در شبکه های حسگر بی سیم امروزه بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است که در این تحقیق مرتفع نمودن چالش پوشش مرزی با کمک آتوماتای یادگیر با ارائه یک الگوریتم کارآمد و مطمئن مورد بحث و بررسی است. 

هدف اصلی محقق در این پژوهش، ارائه یک الگوریتم جدید جهت بهبود تعداد مسیرهای موانع در شبکه های حسگر بی سیم با کمک آتوماتای یادگیری به منظور حل پوشش مرزی گره ها در قالب گراف پس از استقرار است. بطور کلی از یک گراف پوشش تصادفی برای مدل سازی مسئله و ارائه یک الگوریتم جدید و کارآمد مبتنی بر آتوماتای یادگیر جهت رفع مشکلی پوشش مرزی استفاده می گردد. در الگوریتم پیشنهادی هر گره مستقر در شبکه به یک آتوماتای یادگیر مجهز است که آتوماتای یادگیر برای پیداکردن یک راه حل بهینه نزدیک در مسئله پوشش مرزی موانع استفاده می شود. در نهایت نیز برای نشان دادن نتایج روش مطرح شده در این پژوهش، از شبیه سازی هایی مثل NS2 استفاده می گردد. 

از جمله مهمترین اهداف محقق در این پژوهش عبارتند از:

- ارائه یک الگوریتم جدید جهت بهبود تعداد مسیرهای موانع در شبکه های حسگر بی سیم با کمک آتوماتای یادگیری  به منظور حل پوشش مرزی گره ها در قالب گراف پس از استقرار است.

- جلوگیری از نفوذ حملات و رفتار های غیره عادی به نواحی درون مرزی شبکه های حسگر بی سیم با مرتفع نمودن پوشش مرزی گره ها با کمک الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر آتوماتای یادگیر.