LoRaWAN هوشمند: خوشه بندی پویا و تنظیم خودکار SF برای شبکه های کم مصرف انرژی اینترنت اشیاء

پروتکل LoRaWAN بهعنوان یکی از فناوریهای کلیدی در شبکه های IoT، با چالشهایی مانند مصرف انرژی ناهماهنگ و ناپایداری در محیطهای پویا روبهروست. این پژوهش با ارائه یک چارچوب هوشمند ترکیبی مبتنی بر خوشهبندی پویا (با الگوریتم Q-Learning) و تنظیم خودکار SF (با سیستم فازی تطبیقی)، بهینه سازی مصرف انرژی و قابلیت اطمینان را هدف قرار داده است. نتایج شبیهسازی و آزمایشهای عملی نشان دادند که این روش نسبت به رویکردهای ایستا، ۴۵٪ کاهش مصرف انرژی، ۴۵٪ بهبود نرخ تحویل بسته، و ۵۲% کاهش تاخیر را در پی دارد. همچنین، در محیطهای پرنویز (SNR < ۰ dB)، نرخ خطا ی بیت به ۰۰⁻⁴ رسید. هرچند چالشهایی مانند مقیاسپذیری در شبکه های عظیم و مصرف انرژی گرههای لبه نیازمند بررسی بیشتر هستند. پیادهسازی این چارچوب در کاربردهایی مانند نظارت بر خطوط لوله و مدیریت ترافیک شهری، عمر باتری حسگرها را تا ۲ سال افزایش میدهد. پژوهشهای آتی باید بر یادگیری فدرال و سختافزارهای ویژه IoT متمرکز شوند تا امکان تجاریسازی فراهم گردد. این مطالعه، هوشمندسازی LoRaWAN را گامی ضروری برای شبکه های IoT پایدار میداند.

کلیدواژه ها:

خوشهبندی ، LoRaWAN ، اینترنت اشیاء ، خوشهبندی پویا ، شبکه های انرژی