شماره ركورد
31470
پديد آورنده
مهدي همت يار
عنوان
ارائه يك روش تحركآگاه براي دوقلوي ديجيتال در بستر اينترنت اشياء
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1403/06/10
استاد راهنما
دكتر زينب موحدي
استاد مشاور
نداشتم
دانشكده
كامپيوتر
چكيده
فناوري اينترنت اشياء توانسته است به عنوان يك شبكه جهاني، با ارائه هويت منحصر به فرد براي هر شيء، امكان ارتباط انسان با انسان، انسان با اشياء و اشياء با اشياء را فراهم كند. از طرفي، دستگاه هاي اينترنت اشياء داده هاي بسياري توليد مي كنند كه پردازش آنها به دليل محدوديت در ذخيره سازي، قدرت پردازشي و عمر باتري دشوار است. از اين رو، تخليه داده ها و پردازش ها به خدمت گزاران لبه ضروري است تا پردازش سريع تر و تصميم گيري به موقع ممكن شود. رايانش لبه با فراهم كردن منابع محاسباتي و ذخيره سازي نزديك به دستگاه هاي اينترنت اشياء، تأخير را نسبت به رايانش ابري كاهش مي دهد. در روش هاي سنتي، داده هاي توليد شده توسط دستگاه هاي اينترنت اشياء به يك سرور مركزي ارسال و پس از تجزيه و تحليل، بازخورد به دستگاه بازگردانده مي شد. اين روش ها نه تنها فاقد بازخورد بلادرنگ هستند، بلكه احتمال ارسال نتايجي را به همراه دارند كه به دليل تاخير در بازخورد، ارزش واقعي خود را از دست داده و احتمال بروز خطاهاي قابل توجه را در پي خواهد داشت. در اين ميان، دوقلوهاي ديجيتال به عنوان نمايش هاي مجازي از اشياء فيزيكي نقش حياتي ايفا مي كنند. آنها با ايجاد نسخه هاي ديجيتال از اشياء فيزيكي، مدل سازي پيچيده، انتقال داده هاي عظيم، پيش بيني، نظارت، كنترل و تصميم گيري را ممكن مي سازند و آزمايش از راه دور در محيط مجازي را با هزينه كمتر و اطمينان بيشتر فراهم مي كنند. با اين حال، ادغام دوقلوهاي ديجيتال با دستگاه هاي متحرك اينترنت اشياء چالش هايي به همراه دارد، زيرا تحرك مي تواند تعاملات لحظه اي و ارائه خدمات را مختل كند. بنابراين، جانمايي دوقلوهاي ديجيتال با در نظر گرفتن الگوهاي تحرك دستگاه هاي اينترنت اشياء ضروري است تا تأخير كاهش يافته و كيفيت خدمات براي كاربران متحرك افزايش يابد. با توجه به بررسي و مقايسه كار هاي موجود، مشخص شد چالش هايي در اين حوزه وجود دارد كه بعضا توسط اين كار ها در نظر گرفته نشده بودند. مواردي از قبيل تحرك دستگاه هاي اينترنت اشياء، انرژي مصرفي دستگاه هاي اينترنت اشياء، تاخير دسترسي و ارتباطي آن ها، مهاجرت دوقلوي ديجيتال و نيز محدوديت منابع خدمت گزاران لبه. لذا، با در نظر گرفتن موارد فوق، در اين پژوهش مواردي از قبيل تحرك و پيش بيني دستگاه هاي اينترنت اشياء، لحاظ تاخير انتقال و نيز انرژي مصرفي دستگاه هاي اينترنت اشياء در نظر گرفته شد. هدف ما در اين پژوهش ارائه يك روش مبتني بر تحرك براي جانمايي دوقلو هاي ديجيتال در بستر اينترنت اشياء مي باشد. با توجه به وجود شبكه اي از دستگاه هاي اينترنت اشياء و خدمت گزاران لبه، همچنين در نظر گرفتن پيچيدگي زماني روش هاي موجود، در اين روش از يك الگوريتم مبتني بر گراف در جهت كمينه كردن تاخير و انرژي مصرفي به عنوان هدف مسئله استفاده شده است. از اين الگوريتم به منظور تخصيص دستگاه هاي اينترنت اشياء به خدمت گزاران لبه استفاده مي شود. اين روش با زبان پايتون پياده سازي شده است. نتايج ارزيابي، عملكرد بهتر اين روش را تا 30% در تاخير و 31% در انرژي مصرفي نسبت به كار هاي مورد مقايسه نشان مي دهد.
تاريخ ورود اطلاعات
1403/08/02
عنوان به انگليسي
Proposing a mobility-aware method for digital twins in IoT
تاريخ بهره برداري
8/31/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مهدي همت يار
چكيده به لاتين
The Internet of Things (IoT) technology, as a global network, has enabled communication between humans,
between humans and objects, and between objects themselves by providing a unique identity for each object.
However, IoT devices generate a vast amount of data, and processing this data is challenging due to limitations in storage, processing power, and battery life. Therefore, offloading data and processing to edge servers is essential to ensure faster processing and timely decision-making. Edge computing, by providing computational and storage resources closer to IoT devices, reduces latency compared to cloud computing. In traditional methods, data generated by IoT devices is sent to a central server, analyzed, and then feedback is returned to the device. These methods not only lack real-time feedback but also risk delivering results that lose their value due to feedback delays, which can lead to significant errors. In this context, digital twins, as virtual representations of physical objects, play a critical role. They enable complex modeling, the transfer of large amounts of data, prediction, monitoring, control, and decision-making, allowing for remote testing in a virtual environment with lower costs and greater confidence. However, integrating digital twins with mobile IoT devices presents challenges, as mobility can disrupt real-time interactions and service delivery. Therefore, the placement of digital twins must take into account the mobility patterns of IoT devices to reduce latency and improve the quality of service for mobile users. A review and comparison of existing works revealed challenges that were not addressed, including IoT device mobility, energy consumption, access and communication latency, digital twin migration, and the resource limitations of edge servers. Hence, this research considers aspects such as the mobility and prediction of IoT devices, transmission latency, and energy consumption of IoT devices. The aim of this research is to propose a mobility-based method for the placement of digital twins in the IoT environment. Given the presence of a network of IoT devices and edge servers, as well as the time complexity of existing methods, this method uses a graph-based algorithm to minimize latency and energy consumption as the primary goals. The algorithm is used to allocate IoT devices to edge servers. This method has been implemented in Python, and evaluation results show up to 30% improvement in latency and 31% in energy consumption compared to
the works under comparison.
كليدواژه هاي فارسي
دوقلوي ديجيتال , تحرك , اينترنت اشياء
كليدواژه هاي لاتين
Digital Twin , Mobility , Internet of Things
Author
Mahdi Hematyar
SuperVisor
Dr. Zeinab Movahedi