Ανάπτυξη σχημάτων βελτιστοποίησης για ασύρματα δίκτυα αισθητήρων

Ταρνάρης, Κωνσταντίνος

dc.contributor.advisor	Kandris, Dionisis
dc.contributor.author	Ταρνάρης, Κωνσταντίνος
dc.date.accessioned	2022-03-01T13:50:33Z
dc.date.available	2022-03-01T13:50:33Z
dc.date.issued	2022-02-22
dc.identifier.uri	https://polynoe.lib.uniwa.gr/xmlui/handle/11400/1786
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26265/polynoe-1637
dc.description.abstract	Τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων (ΑΔΑ) έχουν προσελκύσει τεράστιο ερευνητικό ενδιαφέρον. Ένα σημαντικό αντικείμενο της έρευνας στα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων είναι το πρόβλημα κάλυψης. Πρόκειται για το πρόβλημα της εύρεσης της βέλτιστης διάταξης με την οποία πρέπει να τοποθετηθούν οι αισθητήριοι κόμβοι σε ένα δίκτυο, οι οποίοι έχουν δεδομένη εμβέλεια ανίχνευσης, προκειμένου να μεγιστοποιηθεί το ποσοστό της περιοχής που καλύπτεται από αυτούς. Αντίστοιχα, το πρόβλημα της κ-κάλυψης αφορά τη διασφάλιση ότι μια περιοχή ενδιαφέροντος θα ανιχνεύεται πάντα ταυτόχρονα από τουλάχιστον κ αισθητήριους κόμβους. Σκοπός αυτής της μεταπτυχιακής διατριβής είναι η μελέτη υφιστάμενων μεθοδολογιών και η ανάπτυξη νέων μεθοδολογιών αυτού του είδους που αποσκοπούν στη μεγιστοποίηση της κάλυψης και της πολλαπλής κάλυψης σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων, βελτιστοποιώντας την τοποθέτηση των αισθητήριων κόμβων στον χώρο. Ειδικότερα, αρχικά πραγματοποιήθηκε η εισαγωγή αφενός μεν στο σχετικό θεωρητικό υπόβαθρο που αφορά στην κάλυψη και την κ-κάλυψη στα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων, αφετέρου δε σε μεθόδους της υπολογιστικής νοημοσύνης και ειδικότερα στους εξελικτικούς αλγορίθμους και στον αλγόριθμο βελτιστοποίησης σμήνους σωματιδίων που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτήν την ερευνητική εργασία για την ανάπτυξη καινοτόμων σχημάτων βελτιστοποίησης της κάλυψης σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων. Στη συνέχεια, διερευνήθηκε η εύρεση λύσης στα συγκεκριμένα προβλήματα με χρήση γενετικών αλγορίθμων (genetic algorithms, GA), και του αλγόριθμου βελτιστοποίησης σμήνους σωματιδίων (particle swarm optimization, PSO) που αποτελεί κατηγορία των αλγορίθμων που βασίζονται στην ευφυΐα σμήνους και μιμείται τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν σμήνη πτηνών ως προς την εύρεση της βέλτιστης διαδρομής που θα ακολουθήσουν. Μέσω μίας σειράς πειραμάτων κλιμακούμενης δυσκολίας, αξιολογήθηκε η απόδοση των σχημάτων ελέγχου που αναπτύχθηκαν. Ειδικότερα, στα αρχικά πειράματα διακριβώθηκε η δυνατότητα να επιτευχθεί η μεγιστοποίηση της κάλυψης του χώρου και στα επόμενα, διερευνήθηκε και η δυνατότητα των σχημάτων ελέγχου να επιτύχουν επιπρόσθετα και κ-κάλυψη. Τέλος, η απόδοση των σχημάτων ελέγχου που αναπτύχθηκαν συγκρίθηκε με αυτήν δύο δημοφιλών αλγορίθμων αυτού του είδους.	el
dc.format.extent	57	el
dc.language.iso	el	el
dc.publisher	Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές	*
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.el	*
dc.subject	Αλγόριθμος βελτιστοποίησης σμήνους σωματιδίων	el
dc.subject	Αλγόριθμος σμήνους σωματιδίων	el
dc.subject	Ασύρματα δίκτυα αισθητήρων	el
dc.subject	Γενετικοί αλγόριθμοι	el
dc.subject	Κάλυψη	el
dc.subject	κ-Κάλυψη	el
dc.subject	Υπολογιστική νοημοσύνη	el
dc.title	Ανάπτυξη σχημάτων βελτιστοποίησης για ασύρματα δίκτυα αισθητήρων	el
dc.title.alternative	Development of optimization schemes for wireless sensor networks	el
dc.type	Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία	el
dc.contributor.committee	Alexandridis, Alex
dc.contributor.committee	Χλούπης, Γεώργιος
dc.contributor.faculty	Σχολή Μηχανικών	el
dc.contributor.department	Τμήμα Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών	el
dc.contributor.master	Ηλεκτρικές και Ηλεκτρονικές Επιστήμες μέσω Έρευνας (MSc by Research in Electrical and Electronics	el
dc.description.abstracttranslated	Wireless sensor networks (WSNs) have attracted enormous research interest. The coverage problem is an important subject of research in WSNs. This is the problem of finding the optimal arrangement with which the sensor nodes must be placed in a network, which have a given detection range, in order to maximize the percentage of the area covered by them. Accordingly, the problem of k coverage is to ensure that an area of interest is always detected simultaneously by at least k sensor nodes. The purpose of this master's thesis is the study of existing methodologies and the development of new methodologies of this kind that aim to maximize coverage and multiple coverage in wireless sensor networks, optimizing the placement of the sensor nodes existing within the network field. In particular, at first the relevant theoretical background on both coverage and k-coverage in WSNs and specific methods of computational intelligence used in this thesis was established. Next, the solution to the specific problems was investigated using genetic algorithms (GA), and the particle swarm optimization (PSO) algorithm. Through a series of scalable experiments, the performance of the control schemes developed was evaluated. In particular, in the initial experiments the possibility of achieving the maximization of the coverage of the space was verified and in the subsequent ones, the possibility of the control schemes to achieve additional and k-coverage was investigated. Finally, the performance of the control schemes developed was compared with that of two popular algorithms of this kind.	el

Files in this item

Name:: Tarnaris _ 0035.pdf
Size:: 2.873Mb
Format:: PDF
Description:: Κύριο άρθρο

View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Μεταπτυχιακές διπλωματικές εργασίες - Ηλεκτρικές και Ηλεκτρονικές Επιστήμες μέσω Έρευνας (MSc by Research in Electrical and Electronics)
Μεταπτυχιακές διπλωματικές εργασίες ΠΜΣ Ηλεκτρικές και Ηλεκτρονικές Επιστήμες μέσω Έρευνας (MSc by Research in Electrical and Electronics)

Show simple item record

Except where otherwise noted, this item's license is described as
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές