عنوان

یک راه حل جدید مبتني بر پروتکل LEACH برای کارایي انرژی درشبکه های حسگر بي سیم

شماره

پ۲۷۴۷۸

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

یک راه حل جدید مبتني بر پروتکل LEACH برای کارایي انرژی درشبکه های حسگر بي سیم

نام نخستين پديدآور

علی جلیل وند

نام ناشر، پخش کننده و غيره

مهندسی برق و کامپیوتر(پردیس)

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۱

نام خاص و کميت اثر

۷۰ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مهندسی کامپیوتر، گرایش نرم افزار

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۱/۰۶/۲۸

متن يادداشت

در دهه¬های اخیر شبکه¬های حسگر بی¬سیم برای حوزه¬های متنوعی از جمله نظامی، صنعتی، پزشکی، کشاورزی و... مورد استفاده قرار گرفته است. با بکار گیری این شبکه¬ها بجای راه کارهای سنتی، می¬توان به مناطق بدون دسترس انسان نظارت داشت، همچنین می¬توان در زمان کم¬تر به اطلاعات افراد بحران زده و علائم حیاتی آن¬ها دسترسی داشت و اقدامات لازم را هر چه سریع تر انجام داد. از آنجا که این شبکه¬ها به انرژی محدود هستند و در کاربردهای حیاتی به کار گرفته می¬شوند، مدیریت منابع انرژی در این شبکه¬ها یکی از چالش¬های اصلی بشمار می¬آید و تمرکز بیشتر محققان بر همین موضوع است. روش¬های زیادی برای خوشه بندی و مسیریابی در شبکه¬های حسگر بی¬سیم ارائه شده است که معروف ترین آن¬ها پروتکل خوشه بندی LEACH است و در سال 2000 معرفی شد. بعد از معرفی این پروتکل روش¬هایی برای بهبود عملکرد و افزایش طول عمر شبکه ارائه شد. برای انتقال داده¬های تولید شده توسط گره¬ها به چاهک، روش¬های متعددی را برای خوشه¬بندی و مسیریابی ارائه داده¬اند. در کل، در خوشه¬بندی و مسیریابی داده¬ها، معیارهایی همچون انرژی باقیمانده گره و فاصله گره تا مقصدش را مورد توجه قرار داده¬اند. با این وجود هنوز هم مشکلاتی در خوشه بندی و مسیریابی داده¬ها در این پروتکل¬ها وجود دارد. با توجه به توضیحات مزکور، در این پایان¬نامه، ما روشی را مبتنی بر پروتکل LEACH ارائه می¬دهیم که با خوشه¬بندی بهینه و مسیریابی مناسب در بین گره¬های شبکه باعث افزایش طول عمر شبکه می¬شود. در روش پیشنهادی تعداد سرخوشه¬ها را نسبت به گره¬های زنده بهینه در نظر می¬گیریم. همچنین در مسیریابی روش ارائه شده، پل¬های ارتباطی را مطرح کردیم که ارتباط بین گره¬های شبکه و چاهک را برقرار می¬کنند. با انتخاب پل¬های ارتباطی در شبکه مسیر سرخوشه¬ها مشخص می¬شود و دیگر نیازی نیست برای پیدا کردن بهترین مسیر بسته¬های اضافه در شبکه ارسال کنند و انرژی خود را از دست بدهند. روش ارائه شده با نرم افزار MATLAB در دو سناریو مورد آزمایش قرار دادیم. روش ارائه شده را در سناریو اول با پروتکل LEACH و یکی از جدیدترین و بهترین روش¬های ارائه شده مقایسه کردیم. طبق نتایج بدست آمده روش پیشنهادی در معیارهای طول عمر شبکه، اولین مرگ گره و انرژی با قیمانده نتایج خوبی نسبت به دو پروتکل دیگر از خود نشان داد. همچنین در سناریو دوم ما اهمیت نقش پل¬های ارتباطی در شبکه را مورد بررسی قرار دادیم که با توجه به نتایجات بدست آمده پل¬های ارتباطی نقش بسزایی را در شبکه ایفا می¬کنند، و از نظر معیار انرژی باقیمانده 2.33 برابر بهتر از LEACH و 2 برابر بهتر از بدون پل بوده است.

متن يادداشت

: In recent decades, wireless sensor networks have been used for various fields, including military, industrial, medical, agricultural, etc. By using these networks, instead of traditional methods, it is possible to monitor areas inaccessible to humans, and it is also possible to access the information of people in crisis and their vital signs in less time, and take the necessary measures as quickly as possible. Since these networks are limited by energy and are used in critical applications, the management of energy resources in these networks is considered one of the main challenges and most researchers focus on this issue. Many methods have been proposed for clustering and routing in wireless sensor networks, the most famous of which is the LEACH clustering protocol, which was introduced in 2000. After the introduction of this protocol, methods were developed to improve performance and increase lifespan. In order to transfer the data produced by the nodes to the well, several methods for clustering and routing have been presented. In general, in data clustering and routing, criteria such as the remaining energy of the node and the distance from the node to its destination have been taken into consideration. However, there are still problems in data clustering and routing in these protocols.According to the above explanations, in this thesis, we present a method based on the LEACH protocol, which increases the lifetime of the network with optimal clustering and proper routing among network nodes. In the proposed method, we consider the optimal number of cluster heads compared to live nodes. Also, in the routing of the presented method, we proposed the communication bridges that establish the connection between the network nodes and the Base Station. By selecting communication bridges in the network, the path of the cluster heads is determined, and there is no need to send additional packets in the network and lose energy to find the best path. We tested the presented method with MATLAB software in two scenarios. In the first scenario, we compared the proposed method with the LEACH protocol and one of the newest and best methods. According to the obtained results, the proposed method showed good results compared to the other two protocols in terms of network lifetime criteria, first node death and residual energy. Also, in the second scenario, we examined the importance of the role of communication bridges in the network, which according to the obtained results, communication bridges play a significant role in the network, and in terms of the residual energy criterion, it is 2.33 times better than LEACH. And it has been 2 times better than without bridge.

عنوان گونه گون

A new solution based on the LEACH protocol for energy efficiency in wireless sensor networks

عنصر شناسه اي

‏جلیل وند،

ساير عناصر نام

‏علی

کد نقش

تهيه کننده

عنصر شناسه اي

‏اقدسی،

عنصر شناسه اي

صالح پور،

ساير عناصر نام

سید هادی ‏

ساير عناصر نام

پدرام‏

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏تبریز