کاهش مصرف انرژی در شبکه های حسگر بیسیم با بهبود مکانیابی چاهک

طول عمر پایین شبکه به علت از بین رفتن گره های اطراف چاهک و تاخیر انتها به انتهای زیاد گره به علت انتقال اطلاعات از طریق تعداد نسبتا زیادی گره برای رسیدن به چاهک، دو مشکل اساسی در ارسال اطلاعات در شبکه های حسگر بی سیم معمولی هستند. دو مشکل ذکر شده، امروزه به عنوان یکی از مباحث بسیار داغ علمی مطرح است و تاکنون کارهای زیادی در جهت بهبود و افزایش کارایی در زمینه جمع آوری اطلاعات در این حوزه، صورت گرفته است. یکی از روش های مطرح در این زمینه، مکانیابی بهینه چاهک است. در این پژوهش با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ملخ یک رویکرد جدید برای مکانیابی چاهک در شبکه حسگر بیسیم ارائه شده است. در فاز نخست پروتکل پیشنهادی شبکه خوشه بندی شده و درصدی از گره های شبکه با استفاده از یک الگوریتم خوشه بند مناسب به عنوان سرخوشه انتخاب می گردد. سپس درخواست گره های سرخوشه آماده ارسال داده، پس از مبادله پیام کنترلی با گره سرور مکانیاب از موقعیت فعلی چاهک اطلاع می یابند. در ادامه فاز مکانیابی شروع می شود که بر اساس آن، محاسبه ایستگاه توقف چاهک باتوجه به درخواست های رسیده آغاز می شود. برای محاسبه ایستگاه توقف چاهک از الگوریتم بهینه سازی ملخ بهره گرفته خواهد شد. در نهایت پس از قرارگیری چاهک در موقعیت محاسبه شده، یک پیام اطلاع رسانی به گره سرور مکانیاب ارسال کرده و مختصات ایستگاه جدید توقف خود را به آن اطلاع می دهد. برای ارزیابی کارایی روش پیشنهادی در کاهش مصرف انرژی چهار سناریو مختلف طراحی و توانمندی آن در چهار معیار ارزیابی تعداد گره های زنده، طول عمر شبکه، واریانس شبکه و انرژی باقیمانده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. بررسی ها نشان داد که انرژی مصرفی گره ها در طرح پیشنهادی همواره کمتر از انرژی مصرفی در طرح پایه است. دیگر بررسی ها نیز حکایت از ان دارد که به ازای تمامی سناریو های طراحی شده تعداد گره های زنده در طرح پیشنهادی همواره بیشتر از گره های زنده در طرح پایه است؛ با وجود گره های زنده بیشتر، پایش با دقت بالاتری در محیط استقرار گره ها انجام شده است.

کلیدواژه ها:

شبکه حسگر بیسیم ، مکانیابی ، چاهک ، الگوریتم بیهنه سازی ملخ ، انرژی مصرفی