بهبود پوشش در شبکههای حسگر بیسیم با استفاده از الگوریتم کلونی مورچه و دیاگرام ورونی

شبکههای حسگر بیسیم شامل تعداد زیادی از گرههای کوچک و ارزان قیمت حسی می باشند که برای کنترل محیطهای شهری و نظامی، ثبت وقایع طبیعی، راهبری رباتها و ..... به کار می روند.در این نوع از شبکهها چالشهایزیادی مانند توان مصرفی، مسیریابی، پوشش و امنیت مطرح است. از میان آنها بحث پوشش دارای جایگاه ویژهای میباشد. اهمیت این مسیله تا بدان حد است که از آن به عنوان یکی از پارامترهای کیفیت سرویس در این نوع از شبکهها یاد می-شود، به عبارت دیگر شبکهای که نتواند پوشش مناسبی را از محیطی که در آن قرار گرفته است ارایه دهد کیفیت و کارایی لازم را نخواهدداشت. پوشش به بحث جایگذاری گرهها در شبکه میپردازد و شامل این سوال اساسی میباشد که محیط فیزیکی یک شبکه حسگر تا چه اندازه توسط حسگرهای موجود در شبکه به نحو مطلوب تحت نظارت قرار دارد. در رابطه با حل مسایلپوششی الگوریتمهای مختلفی ارایه شده است که در اکثر این الگوریتمها گرهها درمجموعههای پوششی تقسیم میشوند و هر مجموعه پوششی که برای تمام اهداف نظارتی موثر باشد در نظر گرفته میشود. جایگذاری گره یکی از مهمترین مسایلدر شبکههای حسگر بیسیم به شمار میآید چرا که چنین مولفهای مشخص کننده هزینه پیادهسازی، قابلیت تشخیص و چرخه عمر شبکهها میباشد. با توجه به افزونگی گرهها در شبکههای حسگر و مصرف زیاد انرژی، در این مقاله روشی ارایه شده است که در عین حفظ پوشش برای یک شبکه، همواره تعداد حداقلی از گرهها را در حالت فعال نگه میدارد. اینرویکرد بر مبنای بهینهسازی کلونی مورچه و دیاگرام ورونی میباشد که به طور کامل قابلیت تکمیل پوشش ویژگیهای مرتبط را داشته و سبب کاهش هزینه پیادهسازی میگردد. در این رویکرد با استفاده از الگوریتم کلونی مورچه به انتخابگرههای فعال از بین تمام گرههای جایگذاری شده پرداخته و سپس با استفاده از دیاگرام ورونی تعداد گرههای فعال راکاهش میدهد. روش پیشنهادی با استفاده از نرمافزار متلب شبیهسازی و نتایج حاصل با الگوریتمهای موجود مقایسه شده است که این نشان میدهد که رویکرد پیشنهادی با استفاده از تعداد گرههای کمتر، پوشش بیشتری را نسبت به الگوریتم-های موجود فراهم میکند و سبب کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر شبکه میگردد.

کلیدواژه ها:

شبکههای حسگر بیسیم ، بهینهسازی کلونی مورچه ، جایگذاری گره ، حفره پوششی ، دیاگرام ورونی