Разработка и исследование алгоритмов построения отказоустойчивых сенсорных сетей

• Автор: Мочалов, Владимир Анатольевич
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. Сенсорные сети и задачи их проектирования
1.1 Структура и функционирование сенсорных сетей
1.2 Стратегии размещения узлов в сенсорной сети............................. 16 ,
1.3 Задача построения отказоустойчивой сенсорной сети
1.4 Обзор интеллектуальных технологий; применяемых для проектирования сенсорных связи
1.5 Основные существующие подходьгк обеспечению отказоустойчивости сенсорных сетей................................................... 39;
1.6 Выводы
ГЛАВА 2. Исследование и разработка алгоритмов увеличения структурной надежности сенсорной сети
2.1 Разработанный алгоритм оценки структурнойнадежности сенсорной сети .
2.2 Исследование и разработка алгоритмов базового размещения транзитных узлов сенсорной сети
2.3 Исследование и разработка алгоритмов избыточного размещения транзитных узлов сенсорной сети
2.4 Выводы
ГЛАВА 3. Разработка алгоритмов увеличения общего времени работы сенсорной сети до момента ее отказа
3.1 Алгоритм увеличения структурной энергоэффективности сенсорной сети
3.2 Алгоритм формирования расписания доступа в беспроводную сенсорную; сеть
3.3 Оценка общего времени работы сенсорной сети до момента ее отказах
помощью процедуры имитационного моделирования
3.4 Выводы

ГЛАВА 4. Разработка функциональной схемы процесса проектирования отказоустойчивых сенсорных сетей и ее реализация в инструментальном комплексе поддержки проектировщика
4.1 Функциональная схема процесса проектирования отказоустойчивых сенсорных сетей
4.2 Экспертная оценка структурной надежности, энергоэффективности и стоимости сенсорной сети
4.3 Применение разработанных алгоритмов и инструментального программного
комплекса при проектировании отказоустойчивой сенсорной сети
Выводы
Заключение
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В настоящее время одним из новых актуальных направлений в области информационных технологий является создание нового вида сетевых систем - сенсорных сетей (СС). Сенсорная сеть - это распределенная сеть необслуживаемых миниатюрных электронных устройств (узлов сети), которые осуществляют сбор данных о параметрах внешней среды и передачу их на базовую станцию посредством ретрансляции от узла к узлу с помощью беспроводной связи. Сенсорная сеть размещается на ограниченной территории и по современным оценкам может содержать до 65000 узлов.
Сети этого класса представляют большой интерес с точки зрения их применения в таких важных областях, как автоматизация управления распределенными объектами, автоматизация систем жизнеобеспечения, выявление и предупреждение чрезвычайных ситуаций, контроль грузопотоков, мониторинг транспортных магистралей (в том числе, железных дорог, нефте- и газопроводов, сетей энерго- и теплоснабжения и др.), антитеррористическая деятельность, военные приложения и др.
Исследования и разработки в области СС интенсивно- ведутся за рубежом, причем результаты этих исследований уже используются в конкретных приложениях. В, России также начаты разработки таких сетей.
Проектирование и реализация сенсорных сетей, требуют решения множества сложных проблем, относящихся к различным областям исследований. Одной из основных проблем является обеспечение высокой-отказоустойчивости СС. Важность этой проблемы именно для сенсорных сетей определяется, с одной стороны, ответственностью их применений; а с другой - высокой вероятностью нарушения работы, сети вследствие отказов узлов и каналов связи, что обусловлено большим количеством узлов, возможностью внешних неблагоприятных воздействий, а также ограничениями в энергопотреблении узлов вследствие ограниченности ресурса их источников питания (батарей).

Рисунок 1.6 — Схематическое представление ИСППР.
Рассмотрим технологии, осуществляющие интеллектуальную поддержку ЛПР. 1.4.3 Интеллектуальные технологии, применяемые в СТТТТР
Экспертные системы
Понятие экспертная система (ЭС) появилось в начале 70-х годов. Экспертная система - это программа для компьютера, которая оперирует со знаниями в определенной предметной области с целью выработки рекомендаций или решения проблем [70]. Вопросы экспертных систем рассматриваются в различных книгах [70-74].
Знания о предметной области могут быть представлены в базе знаний в виде фактов и правил. Факты - это данные, которые определяют (описывают) объекты, существующие в данной предметной области, их свойства и характеристики. Правила определяют способы манипулирования с данными, описывающими факты, характерные для рассматриваемой предметной области.
Рисунок 1.7 — Структура экспертной системы, основанной на правшах.