عنوان مقاله :
يك الگوريتم مديريت خرابي سلسله مراتبي مبتني بر خوشهبندي براي شبكههاي حسگر بيسيم
عنوان به زبان ديگر :
A Hierarchical Cluster-Based Fault Management Approach for Common Mode Failure Diagnosis in Wireless Sensor Networks
پديد آورندگان :
بابائي، شهرام دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم و تحقيقات، تهران - گروه كامپيوتر , خادم زاده، احمد مركز تحقيقات مخابرات ايران، تهران , بديع، كامبيز مركز تحقيقات مخابرات ايران، تهران
كليدواژه :
شبكههاي حسگر بيسيم , تحملپذيري خرابي , كشف خرابي سلسله مراتبي , دقت كشف خرابي , نرخ اخطار نادرست
چكيده فارسي :
دليل به كارگيري حسگرها در محيط هاي دور از دسترس، عوامل مخرب محيطي و عمليات خرابكارانه دشمن، ايجاد هرگونه خرابي در شبكه هاي حسگر بي سيم امري اجتاب ناپذير است. اغلب روشهاي كشف خرابي مبتني بر مقايسه محلي، در مواقعي كه بيش از نصف گره هاي همسايه معيوب باشند و علت خرابي گره هاي شبكه مشترك باشد؛ قادر به شناسايي صحيح حسگرهاي معيوب نخواهند بود. لذا در اين مقاله يك رويكرد كشف خرابي سلسله مراتبي مبتني بر خوشه بندي ارائه مي شود كه شرايطي فراهم ميكند تا براي تعيين وضعيت حسگرهاي شبكه به مقايسه داده هر حسگر با داده حسگرهاي همسايه اكتفا نكرده و با بررسي داده حسگرهاي غير همسايه در لايه بالاتر، تصميم درستي در مورد وضعيت حسگرها اتخاذ شود. همچنين بدليل ناكارآمدي رويكردهاي كشف خرابي ايستا، يك رويكرد هوشمند به منظور تعيين زمان مناسب براي اجراي الگوريتم پيشنهادي ارائه ميشود كه بصورت پويا تعداد دفعات اجراي الگوريتم را كاهش و موجب افزايش طول عمر شبكه ميشود. نتايج شبيه سازي هاي انجام شده در نرمافزار متلب حاكي از دقت كشف خرابي بالا و نرخ اخطار نادرست پايين رويكرد پيشنهادي دارد. شبيه سازيها در چگالي هاي مختلف و با احتمالهاي مختلف خرابي و تعداد همسايه هاي مختلف مورد ارزيابي قرار گرفته و مقياسپذير بودن آن و توانايي آن در كشف خرابي اثبات مي شود.
چكيده لاتين :
Inasmuch as sensor nodes are typically used in inaccessible environments, they are vulnerable and insecure against environmental destructive factors and against deliberate devastating attempts of enemies. Hence, fault occurrence in wireless sensor networks (WSNs) is deemed to be an unavoidable phenomenon. The main drawback of comparative fault detection methods are that in case more than half of the neighboring nodes are faulty or the nodes become faulty due to a common mode failure (CMF), they will fail to detect faulty nodes properly. Thus, in order to address this issue, the authors introduced a cluster-based hierarchical fault detection method which increases the influence of non-adjacent sensor nodes’ data in determining of sensor’s status. Therefore the proposed method not only compares the data of neighboring nodes but also compares the data of non-neighboring nodes at an upper layer in order to adopt the proper decision upon the status of the nodes. Since applying fault detection methods in determined intervals and static manner are considered as inefficient, in this paper, we put forward an intelligent and dynamic method to determine the appropriate time for the implementation of the fault detection algorithm; hence, the right time and the required number of the implementation of the algorithm are intelligently and dynamically specified and as a result, the network lifetime increases. The related simulations were carried out by means of Matlab software was conducted under different densities of the nodes and with differing probability of being faulty nodes. The simulations results indicated that the fault detection accuracy of the proposed algorithm is significantly high and its false alarm rate is noticeably low. The results obviously demonstrate that the proposed method is scalable.
عنوان نشريه :
رايانش نرم و فناوري اطلاعات
عنوان نشريه :
رايانش نرم و فناوري اطلاعات