ارائه کیفیت سرویس مطلوب و کاهش حافظه مصرفی در شبکه حسگر دوربین

محدودیت منابع از جمله چالش های شبکه های حسگر است که می بایست در طراحی شبکه و الگوریتمهای مورد استفاده مورد توجه قرار گیرند. از جمله این محدودیت ها می توان به توان مصرفی، توان محاسباتی، پهنای باند کانال و حافظه اشاره نمود. از آنجا که معمولاً منبع تغذیه حسگرها در شبکه های حسگر باتری می باشد استفاده صحیح از این منبع باعث افزایش عمر شبکه می گردد. تا کنون راهکارهای متنوعی برای کاهش توان مصرفی در شبکه های حسگر پیشنهادشده است که از جمله آنها می توان به زمانبندی فعالیت حسگرها، طراحی روش های مسیریابی آگاه از توان، طراحی حسگرهای کم مصرف و طراحی نرم افزارهای با پیچیدگی کم اشاره نمود. در این رساله ابتدا تعاریف و کاربردهای شبکه های حسگر دوربین بررسی می شود. سپس چالش های موجود در طراحی شبکه های حسگر عنوان می گردد. از بین کاربردهای مختلف شبکه های حسگر دوربین کاربرد مهم پوشش و پایش نقاط هدف در نظر گرفته شده، دو مسأله در این ارتباط مطرح می شود. هدف کلی هر دو مسأله انتخاب بهینه حسگر به منظور افزایش طول عمر شبکه است. در مسأله اول پوشش ناحیه ای با وضوح همگن مد نظر است. در این ارتباط راه حل های حریصانه و تکاملی پیشنهاد می گردد. در مسأله دوم پوشش نقاط هدف با وضوح غیر همگن مورد نظر است. در این ارتباط ابتدا مسأله به شکل یک مسأله بهینه سازی گسسته مطرح شده، ثابت می شود که این مسأله در حالت کلی از لحاظ پیچیدگی np-hard است. برای حل این مسأله دو راه حل متمرکز حریصانه و یک روش توزیع شده پیشنهاد می شود. برای حالت خاصِ مسأله که در آن نقاط هدف روی یک خط قرار دارند و از آن تعبیر به حالت یک بعدی می شود، یک راه حل بهینه با پیچیدگی محاسباتی کم و با کمک ساختار ترلیس پیشنهاد می گردد. روش های پیشنهادی از لحاظ عملکرد و زمان اجرا با روش بهینه مقایسه، کارایی آنها بررسی می گردد. علاوه بر این روشی طراحی می شود که با کمک آن بتوان تشخیص داد که در چه صورتی مسأله پوشش با وضوح غیر همگن در حالت کلی قابل تبدیل به حالت یک بعد و استفاده از روش بهینه برای حل است. برای این منظور یک ساختار درختی پیشنهاد می گردد. از آنجا که حجم داده های ویدئویی زیاد است و انتقال یا نگهداری آنها نیاز به پهنای باند زیاد دارد و با توجه به محدودیتهای شبکه حسگر از لحاظ حجم حافظه و پهنای باند، روشی ساده و منظم ارائه می شود که بتواند پیچیدگی محاسباتی بخش تخمینِ حرکتِ کدکننده های ویدئویی را کاهش دهد. این روش بر اساس ویژگی هایی از تصاویر ویدئویی طراحی شده که از روی طیف وسیعی از تصاویر استاندارد بدست آمده است. روش پیشنهادی از لحاظ معیار psnr و سرعت اجرا با روشهای مطرح در این زمینه مقایسه می گردد.