جانمایی سنسورهای بی سیم با هدف بیشینه سازی پوشش سنجنده

سال ها است که شبکه های حسگر بی سیم برای مشاهده و نظارت بر رخدادها و محیط اطراف به کار گرفته شده اند. این شبکه ها برای کاربردهای مختلفی از قبیل نظارت بر میدان جنگ، نظارت بر ترافیک، پیگیری یک هدف، نظارت بر آتش سوزی جنگل و غیره مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از عوامل تأثیرگذار بر عملکرد موفقیت آمیز شبکه های حسگر بی سیم، پوشش مناسب محیط می باشد. میزان پوشش نیز، وابستگی شدیدی به زیرساخت ها از جمله تعداد و مکان حسگرهای مورد استفاده برای نظارت بر محیط دارد. بنابراین یک قدم اساسی در مرحله ی طراحی شبکه، تعیین استراتژی جانمایی حسگرها می باشد. الگوریتم های جانمایی زیادی در سال های اخیر به منظور حداقل کردن محدودیت های شبکه و بهینه نمودن پوشش ارائه شده است؛ اما آنچه که بیشتر در این تحقیق مورد توجه قرارگرفته، استفاده از شکل واقعی محیط که شامل توپوگرافی و عوارض موجود در آن می باشد در مسئله ی جانمایی است که در کارهای گذشته کمتر دیده شده است. در واقع هدف ما استفاده از کاربردها، قابلیت ها و تحلیلهای gis در حین فرآیند جانمایی حسگرها به منظور واقعی تر شدن این مسئله و تطابق آن با محیط واقعی می باشد. به همین منظور در این تحقیق از سه الگوریتم vor، minimax و vec که بر اساس دیاگرام ورونوی می باشند برای بهینه سازی پوشش دوربین های ویدئویی، بر روی یک منطقه ی شهری و یک منطقه ی طبیعی بدون عوارض استفاده شده است که به منظور بازدهی بیشتر آن ها، با اطلاعات زمین و مدل حسگر ها یکپارچه گشته اند. توزیع اولیه ی حسگر ها به صورت تصادفی می باشد و حسگر ها قابلیت چرخش 360 درجه افقی و 180 درجه ی عمودی را دارند. همه ی حسگر ها قابلیت تحرک داشته و از برد سنجشی یکسان برخوردارند. برخلاف تحقیقات گذشته که پوشش حسگر را به صورت دیسک در نظر گرفته اند، در این تحقیق پوشش حاصل از حسگر از طریق تحلیل viewshed محاسبه می شود و افزایش میزان رؤیت پذیری نقاط از مکان حسگر به عنوان شرط جابجایی حسگر ها اعمال شده است. در صورت افزایش تعداد نقاط رؤیت پذیر از مکان حسگر، حسگر اجازه ی تغییر مکان می یابد. پس از اعمال تغییرات لازم، الگوریتم ها در محیط متلب پیاده سازی گشته و نتایج مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهند که الگوریتم های vor وminimax از لحاظ میزان افزایش پوشش و میزان جابجایی بسیار شبیه به هم هستند و الگوریتم vec در مقایسه با این دو الگوریتم نتایج ضعیف تری به دست داده است. همچنین در این تحقیق تأثیر قدرت تفکیک داده های مکانی در فرایند بهینه سازی مورد بررسی قرار گرفته که نتایج حاکی از تأثیر بسزای این داده ها در میزان پوشش هستند. در پایان نیز به منظور بررسی تأثیر نقش gis و تحلیل های مورد استفاده ی در این تحقیق، نتایج به دست آمده از این تحقیق با نتایج به دست آمده در شرایطی که از تحلیل هایgis استفاده نشده است مقایسه می گردد که اثباتی بر نقش مؤثر این تحلیل ها در فرایند بهینه سازی و میزان پوشش نهایی می باشند.