۲۲۷۸۰پ
per
استقرار گره‌ها در شبکه‌های حسگر بی‌سیم با چاهک متحرک با استفاده از الگوریتم‌های تکاملی
Node Deployment in Wireless Sensor Networks with Mobile Sink Using Evolutionary Algorithms
/عارف رضایی
: برق و کامپیوتر
، ۱۳۹۹
، افشاری
۷۷ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
علوم کامپیوتر
۱۳۹۹/۰۳/۲۰
تبریز
شبکه‌صهای حسگر بی‌صسیم از تعدادی حسگر بی‌صسیم که با یکدیگر ارتباط داشته و در راستای هدف مشترکی فعالیت می-کنند، تشکیل شده است .این شبکه‌صها استفاده‌صهای فراوانی در کاربردهای صنعتی، کشاورزی، پزشکی و نظامی دارند .حسگرهای بی‌صسیم معمولا دارای محدودیت در منابع سخت‌صافزاری و انرژی هستند .از طرف دیگر با توجه به هزینه هر حسگر بی‌صسیم، استفاده از تعداد زیادی گره حسگر باعث افزایش هزینه پیاده‌صسازی شبکه صمی‌صصشود .با توجه به محدودیت‌صهای فیزیکی و هزینه-ای، مصرف انرژی بهینه با استفاده از کمترین تعداد حسگر بی‌صسیم در این شبکه‌صها از اهمیت بالایی برخوردار است .بنابراین یک چالش‌ص مهم یافتن مکان و تعداد مناسب گره‌صها است .همچنین نوع چاهک مورد استفاده نقش موثری در کاهش مصرف انرژی و کاهش تاخیر ارسال بسته‌صها به چاهک را دارد .استفاده از چاهک متحرک میزان انرژی مصرفی را به نحو قابل ملاحظه‌صای کاهش داده و باعث افزایش طول عمر شبکه می‌صشود .با توجه به موارد ذکر شده، در این پژوهش مسئله استقرار گره‌صها در شبکه‌صهای مبتنی بر چاهک متحرک بررسی شده است .الگوریتم پیشنهادی در سه گام مکان‌صها و تعداد مناسب برای استقرار گره‌صها را مشخص می‌صکند .در گام اول با استفاده از الگوریتم کلونی مصنوعی زنبور عسل یک مش در شبکه تشکیل می‌صشود .درگام دوم ایستگاه‌صهای مختلف چاهک را به شبکه مش تولید شده وصل می‌صشود .ساختار مش مذکور شامل یکسری موقعیت است که در گام سوم در برخی از آنها گره حسگر نصب می‌صشود .این مش اهداف را پوشش داده و چند مسیر بین هر هدف و چاهک برقرار می‌صکند .در گام سوم با استفاده از برنامه‌صریزی خطی عدد صحیح، تعداد گره مورد نیاز در موقعیت‌صهای مشخص شده در مش تعیین می‌صشود .روش پیشنهادی در نرم‌صافزار متلب پیاده سازی شده است .با توجه به نتایج به دست آمده از مقایسه روش پیشنهادی با دو روش مشابه دیگر، این الگوریتم توانسته درصد بهبود قابل قبولی را کسب کند
Wireless sensor networks consist of several wireless sensors communicating with each other and co-operating toward the same goal. These networks have many advantages in industrial, agricultural, medical, and military applications. Wireless sensors usually have limited hardware and energy sources. In this research, we study the problem of node deployment in wireless sensor networks with mobile sinks. The aim is to install minimum number of sensors to cover some specified targets. Additionally, the targets should be connected to the rendezvous points of the mobile sink. The proposed algorithm identifies the positions for node installation and the appropriate number of installed nodes per position in three steps. In the first step, a mesh is formed in the network using the artificial bee colony algorithm. In the second step, different rendezvous points of the mobile sink are connected to the generated mesh network. This step is also solved using the artificial bee colony algorithm. The derived mesh structure consists of some positions that are used for node installation in the third step. This mesh covers the targets and comprise several paths between each target and the rendezvous points. In the third step, the number of installed nodes per position is specified using integer linear programming. The comparison of the proposed algorithm with two other newly published schemes reveals that our algorithm can provide coverage and connectivity using much less number of sensors in comparison to the existing approaches
Node Deployment in Wireless Sensor Networks with Mobile Sink Using Evolutionary Algorithms
رضایی، عارف
Rezaei, Aref
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
