کد متلب تعیین موقعیت گره های شبکه حسگر بیسیم با GEP

دسته بندي : فنی و مهندسی » کامپیوتر و IT
توضیحات:
کد متلب تعیین موقعیت گره های شبکه حسگر بیسیم با GEP (برنامه نویسی مبتنی بر بیان ژن).

این M فایل حاوی کد شبیه سازی متلب- محلی سازی نودها در شبکه WSN با استفاده از الگوریتم GEP می باشد.

در اسقرار دستی گره ها در یک شبکه حسگر بیسیم (manual Placement)، این امکان وجود دارد که موقعیت گره ها را طوری تنظیم کنیم که هر گره قادر به تعیین موقعیت خود در شبکه باشد. اما شرایطی پیش می آید ، که امکان چینش نظارت شده نودها وجود ندارد. بطور مشخص این محدودیت در مواردی بیشتر نمود پیدا میکند که:
1- پدیده هدف متحرک باشد و نیاز به ایجاد تغییرات سریع در معماری شبکه مطرح باشد. (ردگیری پرندگان مهاجر، ردیابی کلونی ماهیها در زیر آب ).
2- دسترسی به فضا یا منطقه مورد نظر مقدور نباشد (خاک دشمن هنگام وقوع جنگها، میادین مین، ، مناطق آلوده) ،
3- فاکتور محدودیت زمانی مطرح باشد
4- قابلیت سنسورها بعلت تفاوتهای سخت افزاری و نرم افزاری متفاوت، یا مستلزم محاسبات بسیار پیچیده باشد
5- ...
در چنین مواردی، از معماری چینش تصادفی (Random Placement) برای استقرار نودها استفاده میکنیم. مهمترین چالشی که در استقرار رندوم ممکن است بروز کند این است که تنها تعداد معدودی از سنسورها بتوانند موقعیتشان را شناسایی و اعلان کنند. در اصطلاح از این نودها با نام گره های لنگر شبکه(Anchor Nodes) یا گره فانوس دریایی (Beacon) یاد میشود.

برنامه نویسی مبتنی بر بیان ژن (Gene Expression Programming) یک الگوریتم یادگیری تکاملی برای ایجاد مدلهای بهبود یافته ی کامپیوتری است. این مدل ، ساختاری درختی دارد، که برای تعریف آن ، از "درخت بیان" (Expression tree) استفاده میکنیم. این ساختار درختی ، مشابه یک موجود زنده خودش را ، با تغییر اندازه ، تغییر شکل، و ترکیبهای مختلف ، تطبیق و آموزش میدهد.GEP هم گروه ، الگوریتم ژنتیک (GA) و برنامه نویسی ژنتیک(GP) است و وجوه تشابه زیادی با آنها دارد ولی از دیدگاه تخصصی الگوریتمهای تکاملی، با آنها تفاوتهای مشخص ساختاری و کاربردی دارد .بعبارت دیگر، GEP از قابلیتهای GA و GP بطور هدفمند و همزمان بهره میبرد. همانند سایر الگوریتمهای یادگیری، هدف از بکارگیری GEP استخراج روابط بین متغیرها در مجموعه ای از داده ها و سپس ایجاد مدل برای توضیح این روابط است.

مراحل کلی الگوریتم GEP برای ایجاد این مدل شامل این موارد است:
1-ایجاد جمعیت اولیه از راه حلهای کاندید
2- انتخاب و تولید مجدد جمعیتها در یک فرایند دوره ای(تکاملی)، با توجه به شاخص برازش
3- ایجاد تغییر و تنوع در جمعیتها، برای دستیابی به بهترین راه حل کاندید ، با استفاده از عملگرهای ژنتیک از قبیل جهش(mutation) و نوترکیبی(Recombination)..

یکی از بهترین عملکردهای الگوریتم GEP زمانی است که بدنبال رسیدن به مدلی بهینه در فضایی با متغیرهایی با تولید تصادفی هستیم.
در این شبیه سازی افراد (individuals) جمعیت اولیه را سنسورهای یک شبکه بیسیم با نودهای لنگر محدود و تصادفی ،در نظر گرفته ایم. با الگوریتم GEP فرایند یادگیری را به این جمعیت اعمال کرده ایم. بطوریکه همه نودها پس از فرایند آموزش و با واسطه قرار دادن نودهای لنگر قادر به تعیین و اعلام موقعیت خود نسبت به سایر گره ها در سراسر شبکه با باشند. پیاده سازی تنها در قالب یک mfile با 196 خط کدنویسی در نرم افزار متلب انجام شده . برنامه حافظه ی رم کمی را درگیر میکند لذا، زمان اجرایی آن نسبت به سایر الگوریتمهای تکاملی مشابه بسیار سریع تر است. سعی شده با تعریف ساختاری ساده و سلسله مراتبی ،این برنامه قابلیت تعمیم در مسایل و سناریوهای مشابه را دارا باشد. برای فهم بهتر مراحل، قطعه کدها را با عبارات ساده انگلیسی کامنت گذاری کرده ایم.

برای اجرا کافی است فایل برنامه با نام GEP_WSN.m را به Current folder متلب کپی کرده، با دابل کلیک باز کنید، سپاس با استفاده از آیکون Run در نوار ابزار متلب و یا با تایپ عبارت GEP_WSN در پنجره Command window و اینتر از صفحه کلید اجراکنید. نتایج گرافیکی در دو پنجره فیگور نمایش داده شده و نتایج محاسباتی در قالب ماتریس در پنجره Work space قابل مشاهده و ارزیابی خواهد بود.


برای مطالعات بیشتر ، مراجعه به لینکهای زیر پیشنهاد میشود:

دسته بندی: فنی و مهندسی » کامپیوتر و IT

تعداد مشاهده: 3390 مشاهده

فرمت فایل دانلودی:.rar

فرمت فایل اصلی: m

حجم فایل:3 کیلوبایت

 قیمت: 9,600 تومان
پس از پرداخت، لینک دانلود فایل برای شما نشان داده می شود.   پرداخت و دریافت فایل
  • راهنمای استفاده:
    با نرم افزار winrar از حالت فشرده خارج گردد.
    mfile را در محیط نرم افزار متلب اجرا کنید.


  • محتوای فایل دانلودی:
    mfile متلب