فنی تخصصی

      در این مقاله سعی بر معرفی روش تکرار ژاکوبین در ایجاد همزمانی و هماهنگی بین سنسورها در یک شبکه شده است که در ادامه مطلب روش های محاسبانی و مزیت و معایب آن شرح داده شده است .

2-    شبکه سنسور

      یک شبکه سنسور مجموعه ای است از سنسورهای کوچک ، که مجهز شدند با حسگرها ، پردازش گر و ... که جهت برقراری ارتباط بین تجهیزات میباشند .

 

3-     کاربردهای شبکه سنسور

  1-3 مانیتورینک محیط و ساختار در شبکه

2-3 تشخیص خطا

3-3 اتوماسیون اداری – خانگی

4-3 بهداشت

5-3 اتوماسیون صنعتی

6-3 کاربردهای نظامی

4-    همزمانی-چیست-؟  

در همه سنسورها ساعت بصورت محلی بصورت یکسان وجود دارد .

5-    چرا همزمانی در شبکه سنسور اهمیت دارد ؟

   1-5 پیگیری هدف

   2-5 پردازش سیگنال

   3-5 ادغام داده ها

   4-5 کنترل باز خورد

   5-5 مشاهده شبکه و ردیابی اتفاقات

   6-5 ارتباط متقابل

6-    روش های همزمانی

NTP (Network time protocol)

Reference broadcast System

Time sync Protocol for sensor network

 

 

7-    طرح مسله

 t  = global time (Reference time)

T (t)  = local time in each node

We express  T (t) = αt + β

β  is the offset

α   is the skew

محاسبه رابطه خطی بر حسب t

t = (t-β)/α

 

حل این مشکل برابر است با تعریف یا مشخص کردن مقادیر (  ) که برابر شیب خط و عرض از مبدا میباشد .

Where u = 1,…, N

محاسبه مستقیم    امکان پذیر نیست.

اما می توانیم محاسبه نمائیم  :

 - 

Log (   ) – log(   )

با توجه به شکل

                                                                  

الکوریتم اندازه گیری برابر است با :

 - 

Log (   ) – log(   ) + error

که شامل محاسبه نویز نیز میباشد .

فرمول  مشابه برای اندازه گیری شیب نسبی و عرض ار مبدا

 Where           log – skew        

                       Offset                  

محاسبه تمام متغیر های ناشناخته و اندازه گیری نسبت به مرجع

8-    متمرکز کردن الگوریتم

BLUE(best linear unbiased estimator)

استفاده از مسیرهای برای بدست آوردن کمترین واریانس

Measurements & Reference variables     Blue      

Where        =(      )^ t

and

مرجع معرفی شده

این تابع روشی برای محاسبه خطی     L    تابع میباشد .

9-    مشکلات :

تحمیل بار به گره های که به پردازشگر نزدیکتر هستند و کم شدن قدرت هر سنسور و ایجاد خطا در ارتباط

10- الگوریتم ژاکوبین

    هر سنسور  با خودش تخمین زده میشود و هر نود با یک همسایه در ارتباط است .

تکرار ژاکوبین :  L    

روش تکرار ژاکوبین

1-10 یک نقطه اختیاری به عنوان مرجع

2-10 محاسبه همه       که    v€ N(u)

3-10 استفاده از تمام مقادیر     و  محاسبه به روز شده تک تک      و فرستادن به سنسور همسایه

4-10 رفتن به مرحله 2-10  (محاسبه جهت ارسال یه مرحله بعدی )

طی تکرار های صورت گرفته همه نودها به روز رسانی میشوند .

 

11-بهبود روش تکرار ژاکوبین

 (RJA)

      در هر مرحله اندازه جدید نود را میدهیم

میانگین اندازه گیری نسبی :

تکرار پروسه همانند تکراری ژاکوبی میباشد .

محاسبه میانکین :

12- مزایا

همگرایی بهتر در میانکین تخمین زده شده در مقدار مربع فاصله سنسور

خطایی زمانی با تعداد تکرار که به بینهایت میل میکند به صفر همگرا میشود.

13- نتیجه گیری

نمونه محاسبه برای یک شبکه 25 نودی در هر دو روش ژاکوبی و ژاکوبی بهینه و طرح نمودار با توجه به وجود خطا .

 

Time synchronization on 25 nodes network

     

 

 

 

11-مراجع

[1] new method for Time synchronization  in sensor Networks (Shalimar FL )