ارائه یک الگوریتم مسیریابی موثر آگاه از برداشت انرژی برای کاربردهای مبتنی بر شبکهصهای حسگر بیصسیم
An Effective Energy-Harvesting-Aware Routing Algorithm for WSN Application
/فاطمه یگانه
: مهندسی برق و کامپیوتر
، ۱۳۹۸
، افشاری
۶۵ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
مهندسی برق گرایش مخابراتص سیستم
۱۳۹۸/۰۱/۱۹
تبریز
فناوری شبکهصهای حسگر بیصسیم یکی از فناوریصهای کلیدی برای آینده است .این شبکهها متشکل از مجموعه ای از گرهصهای حسگر میصباشند که با استفاده از آنصها، محیط فیزیکی را مشاهده کرده و سپس بر اساس مشاهدات خود تصمیمگیری کرده و عملیات مناسب را انجام میصدهند .طول عمر یک شبکه حسگر بیصسیمص وابسته به طول عمر گرهصهای آن است بطوری که با از بین رفتن انرژی گرهصها، شبکه حسگر بیصسیم دچار اختلال میصشود .امروزه با بالارفتن نیاز به انرژی، استفاده از انرژیصهای نو و تجدیدپذیر از جمله مهمصترین مسائل پیشصرو میصباشد .برداشت انرژی به عنوان یک فناوری مهم برای شبکه های حسگر بیصسیم در نظر گرفته میصشود .روشصهای برداشت انرژی موثر میصتوانند نیاز به جایگزینی مکرر منابع را حذف کنند و یک شبکه تقریبا مادام العمر پیشنهاد دهند .هدف اصلی پروتکلصهای مسیریابی تنها ارسال داده از مبدا به مقصد نمی باشد، بلکه بایستی این عملیات با بازدهی انرژی بالا انجام شود تا طول عمر شبکه بیشینه شود .در این پایانصنامه، ضمن بررسی روشصهای مسیریابی پیشین، به طراحی یک الگوریتم مسیریابی آگاه از برداشت انرژی برای شبکهصهای حسگر بیصسیم ناهمگن در حضور منابع انرژی محیطی میصپردازیم و یک الگوریتم مسیریابی جدید ارائه میصدهیم .برای سناریو مطرح شده گرهصهای با انرژی پایین قادر به داشتن زمان بیشتر برای برداشت انرژی هستند تا سطح انرژی خود را به یک مقدار مناسب بازیابی کنند .در روش پیشنهادی، گرهصها قادر به مبادله انرژی از همسایگان خود هستند این مبادله انرژی در مواقع لزوم برای گره با انرژی کمتر مفید خواهد بود و زمان از بیصحس صشدن گره های شبکه را به تعویق میصاندازد .در انتها با در نظر گرفتن این دو مورد، عملکرد الگوریتم مذکور را با روش های قبل مقایسه میصکنیم .نتایج شبیهصسازی نشان میصدهند که الگوریتم پیشنهادی از نظر دو عامل بازدهی انرژی) مصرف انرژی، گرهصهای زنده (و کیفیت خدمت-رسانی)نسبت تحویل و گم شدن بسته، گذردهی (عملکرد بهتری نسبت به روشصهای پیشین دارد
Wireless sensor network technology is one of the key technologies for the future. These networks consist of a set of sensor nodes that uses them to view the physical environment and then decide on their own observations and perform the appropriate operations. The lifetime of a wireless sensor network is related to the lifetime of its nodes, so that the wireless sensor network is disrupted by losing the nodes' energy. Nowadays, with the increasing need for energy, the use of renewable energy sources is among the most important issues ahead. Energy harvesting is considered as an important technology for the mass deployment of wireless sensor networks. Efficient energy harvesting techniques can remove the need for frequent replacement of resources and offer a near perpetual network. The principal objective of routing protocols is not only to transmit data from a source to a destination, but also to perform this function in an energy-efficient manner to maximize the lifetime of the WSNs. In this thesis, after reviewing previous routing methods, we design an energy aware routing algorithm for heterogeneous wireless sensor networks in the presence of ambient energy sources and propose a new routing algorithm. For the scenario proposed, low energy nodes are able to have more time to harvest energy to recover their energy levels to an appropriate amount. In the proposed method, the nodes are able to exchange energy from their neighbors; this energy exchange is useful when needed for less-energy nodes when needed, and Snoozes the dead time of the nodes. In the end, we will compare the performance of the proposed algorithm with the previous methods of energy efficiency, network lifetime and throughput. The simulation results show that the proposed algorithm has a better performance than two methods in terms of energy efficiency (energy consumption, alive nodes) and quality of service (packet loss ratio, packet delivery ratio, throuput).
An Effective Energy-Harvesting-Aware Routing Algorithm for WSN Application