پروپوزال رشته مهندسی کامپیوتر گرايش معماری سیستم های کامپیوتری

شبکه های حسگر بی سیم  شامل هزاران گره حسگر کوچک است که در یک محیط فیزیکی برای مشاهده یک رویداد دلخواه گسترده شده اند. حسگرهاي نزدیک رویداد باید قادر به نظارت آن و گزارش‌دهی به ایستگاه اصلی  باشند [1]. در سال‌های اخیر، گره‌های حسگر برای ایفای نقش مهمی در کنترل ترافیک، مانیتورینگ و ردیابی هدف در حوزه‌های مختلف بخصوص حوزه‌های نظامی و غیرنظامی بکار می روند. ردیابی هدف یکی از کاربردهای مهم این شبکه‌ها، است. به عنوان مثال، از این شبکه‌ها برای نظارت و ردیابی هدف در محدوده‌های خاص نظامی جهت جلوگیری از نفوذ غیر مجاز افراد استفاده می‌شود. روش‌های ردیابی هدف، بر اساس ساختار شبکه، به سه دسته کلی تقسیم بندی می‌شوند. روش‌های مسطح یا بدون ساختار، روش‌های بر پایه ساختار درختی و روش‌های بر پایه خوشه بندی. روش‌های مسطح یا بدون ساختار، در این روش‌ها هر گرهی که هدف را در محدوده خود شناسایی می‌کند، پیام شناسایی هدف را به صورت همه پخشی ارسال می نماید. همچنین هنگامی که گرهی هدف را در محدوده خود شناسایی می‌کند و حداقل از دو گره دیگر نیز پیام شناسایی هدف را دریافت نماید، آنگاه با استفاده ازاین سه داده مکانی و روش مثلث بندی، مکان هدف را محاسبه می‎نماید [2]. مشکل روش‌های مسطح یا بدون ساختار این است که همزمان چندین گره مختلف عملیات‌های محاسبه تخمین موقعیت هدف را انجام می‌دهند. به همین دلیل این روش‌ها از جهت میزان مصرف انرژی چندان کارا نيستند[3].

روش‌های بر پایه ساختار درختی، این روش‌ها از یک ساختار سلسله مراتبی درختی برای ارتباط گره‌ها استفاده می‌کنند. برگ‌ها در نقش حسگرها و ریشه به عنوان نقطه پرس و جو و گره‌های دیگر به عنوان گره‌های ارتباطی می‌باشند. هنگامی که هدفی برای اولین بار تشخیص داده شد یک درخت اولیه ایجاد می-شود و گره ریشه اطلاعات را از گره‌های دیگر جمع آوری نموده و پردازش می‌نماید. سرعت پیکربندی مجدد درخت در ساختارهای درختی بستگی به سرعت حرکت هدف دارد. بنابراین روش‌های درختی، به دلیل پیکربندی‌های مجدد معمولا دارای مصرف انرژی بالایی می‌باشند. 

روش‌های بر پایه خوشه‌بندی: در ساختارخوشه بندی، گره‌های شبکه به خوشه‌هایی تقسیم بندی می‌شود و هر خوشه دارای یک گره سرخوشه است که معمولا دارای توان محاسباتی وانرژی بیشتری نسبت به گره‌های دیگر آن خوشه است. در این روش‌ها، گره‌های عضو خوشه که هدف را شناسایی کرده‌اند، اطلاعات خود را به گره‌های سرخوشه می‌فرستند و گره‎های سرخوشه محاسبات مکانی هدف را انجام می دهند، روش‌های خوشه بندی به دلیل نیاز به مصرف انرژی کمتر نسبت به روش‌های دیگر کاراتر می باشد[4]. در ساختار خوشه بندی معمولا حسگرها به سه روش خوشه بندی می شوند: خوشه بندی ایستا، خوشه بندی پویا و خوشه بندی ترکیبی.  

در روش خوشه‌بندی ايستا، خوشه‌بندی شبکه هنگام طراحی شبکه انجام می‌شود و خوشه ها بعداً نمی‌توانند تغییر یابند. در تمام طول عمر شبکه، حسگرها متعلق به یک خوشه هستند. علیرغم سادگی معماری خوشه‌بندی ایستا این معماری دارای معایبی است: اولاً با تعداد عضو ثابت در مقابل تحمل‌پذیری خطا مقاوم نیست. اگر سرخوشه‌ای بمیرد (بطور مثال باطری آن تمام شود)، تمامی حسگرهای خوشه غیرقابل استفاده می‌شوند. دوماً داشتن اعضاء ثابت باعث جلوگیری از به اشتراک گذاشتن اطلاعات و پردازش داده‌های حسگرهاي خوشه های متفاوت می‌شود[5-6].

در الگوریتم HCTT جهت ارسال اطلاعات از سر خوشه خوشه استاتیک  به سرخوشه خوشه پویا از تخمین استفاده شده است، اما نحوه ی تخمین به درستی بیان نشده و تخمین بر اساس چه فاکتورهایی می باشد، مشخص نشده است[18,19] با توجه نیاز به فعال بودن تمامی خوشه ها . 

الگوریتم HCTT برای ردیابی هدف از خوشه های ایستا و پویا بصورت ترکیبی استفاده می کند، بدین صورت که کل شبکه به صورت خوشه های ایستا خوشه بندی می شود و اگر یک هدف متحرک در شبکه در حال حرکت باشد اگر هدف نزدیک به مرز خوشه ها شد آنگاه یک خوشه پویا بر حسب تقاضا ایجاد خواهد شد و در ناحیه مرزی خوشه پویا مسئول ردیابی هدف خواهد شد. از آنجایی که این روند نیازمند به وجود آمدن خوشه پویا و واگذاری مدیریت در حالت های مختلف می باشد، الگوریتم را بسیار پیچیده کرده و همچنین انرژی زیادی صرف به وجود آمدن و از بین رفتن خوشه پویا خواهد شد.