20003

۲۰۰۰۳

مدل‌سازي و تحليل تأثير متقابل بين توان و كارايي در اينترنت اشياء با استفاده از شبكه‌هاي پتري تصادفي

كارشناسي ارشد

نرم افزار

۱۳۹۷

۱۳۹۷/۹/۱۸

دكتر محمد عبداللهي ازگمي

كامپيوتر

اينترنت اشياء، شبكه‌اي از ابزارك‌ها، خودروها، وسايل خانگي و ديگر اشياي اطراف ما است كه داراي حسگرها، كنش‌گرها، نرم‌افزار، سخت‌افزار و فناوري‌هاي مختلف ارتباطي هستند. اينترنت اشياء به عنوان يكي از مهم‌ترين زمينه‌هاي فناوري آينده شناخته مي‌شود و در حال حاضر، توجه قشر بسيار وسيعي از صنايع را به خود جلب نموده است تا جايي كه از آن به عنوان انقلاب چهارم صنعتي نيز ياد مي‌شود. يكي از بحث‌هاي داغ امروزه در اينترنت اشياء، اشياي پرنده بدون سرنشين متصل به اينترنت هستند. اين اشياء با پيشرفت‌هاي چشمگير در فناوري‌هاي توليد و ذخيره انرژي، از جمله باتري‌هايي با توان بيشتر و وزن كمتر و همچنين صفحات خورشيدي با بازدهي بيش از 20 درصد، مي‌توانند ساعت‌ها در آسمان باقي بمانند. مساله مهم پيش روي اين سيستم‌ها، برقراري تعادل بين معيارهاي كارايي سيستم و ميزان توان مصرفي آن است. براي برقراري چنين تعادلي، مدل‌سازي و تحليل اين سيستم، روشي دقيق و پركاربرد است. پژوهش پيش رو با در نظر گرفتن چالش‌هاي چنين سيستمي، مدلي مبتني بر شبكه‌هاي فعاليت تصادفي ارائه مي‌كند تا رابطه متقابل بين توان مصرفي و معيارهاي كارايي در اين سيستم‌ها را بررسي نمايد. براي مدل‌سازي و ارزيابي در اين پژوهش از نرم‌افزار Möbius استفاده مي‌شود. مدل ارائه شده، شامل زيرمدل‌هاي شدت و جهت باد، تابش خورشيد، مسيريابي و مكان‌يابي، نمونه‌برداري، حركت و ارتباطات است. تأثير هريك از پارامترهاي فيزيكي بر عملكرد كلي سيستم نيز در قالب نمودارها و جداول ارائه و تحليل مي‌شود. در نهايت مدلي ارائه مي‌شود كه به مصرف بهينه توان در يكي از عناصر اينترنت اشيا كه اشياي پرنده است، كمك مي‌كند. اين مدل با در نظر گرفتن شرايط جوي، مسيري بهينه به پرنده مي‌دهد تا حداكثر معيارهاي كارايي سيستم حاصل شود. چنين مدلي براي اين سيستم‌ها در بين مقالات روز دنيا تا زمان انتشار اين پايان‌نامه ارائه نشده‌است.

1397/10/26

Modeling and Analysis of Power and Performance Trade-off in IoT Using Stochastic Petri Nets

12/9/2019 12:00:00 AM

The Internet of Things is the network of devices, vehicles, home appliances and other objects around us that have sensors, actuators, software, hardware, and numerous communication technologies. It is considered one of the most promising technologies of the future. One emerging area of the IoT today is the unmanned aerial vehicles that are connected to the internet. These devices, with the considerable recent advancements in production and storage of energy, like the more powerful and lighter batteries, and more efficient solar cells, are able to remain airborne for long periods of time. The important challenge that these systems are facing today, is keeping a balance between system performance measures and their power consumption levels. In order to maintain this balance, modeling and analysis can be a precise approach. This research aims to provide a model based on Stochastic Activity Networks, to investigate the trade-off between power consumption and performance in such a system. We use Möbius software to implement our model. The proposed model contains submodels such as wind direction and velocity, sunlight, pathfinding, global positioning, sampling, motion, and communication. Numerous examinations of the model along with the results are presented. We then show how the changes in each parameter, affect the performance of the system by figures and charts. The model helps one aspect of IoT which is airborne IoT, by considering weather conditions, to find the power-optimal path to achieve maximum performance parameters.