14445

14445

ارائه يك الگوريتم خواب و بيداري مبتني بر خوشه بندي براي صرفه جويي انرژي در شبكه هاي حسگر بي سيم

كارشناسي ارشد

طراحي شبكه هاي كامپيوتري

اسفند ماه 1393

اسفند ماه 1393

دكتر رضا برنگي

كامپيوتر

چكيده: يكي از جديد ترين تكنولوژي هاي جمع آوري اطلاعات از محيط پيرامون (به خصوص محيط هاي دور از دسترس بشر )شبكه حسگر بي سيم است.هر گره حسگر شامل يك ماژول حسگر ، ماژول محاسبات ، حافظه و ماژول ارتباط بي سيم با برد محدود مي باشد. به محض اينكه انرژي گره اي به پايان مي رسد از كار افتاده و از چرخه فعاليت شبكه خارج مي شود. از اينرو يكي از چالشهاي مهم در زمينه شبكه هاي حسگر بيسيم افزايش طول عمر حسگرها و كاهش مصرف انرژي است زبرا گره ها براي تامين انرژي متكي به باتري هاي با توان اندك هستند در ميان قطعات داخلي هر حسگر ، فرستنده راديويي بيشترين مصرف را دارد و پروتكل هاي بسياري در جهت استفاده بهينه از آن ارائه شده است. يكي از معروفترين آنها در شبكه هاي حسگر بي سيم پروتكل LEACH است اين پروتكل علي رغم مزاياي متعدد آن داراي دو ضعف اساسي يكي در مدل انتخاب سرخوشه بصورت تصادفي و ديگري ارسال مستقيم داده ها از سرخوشه ها به سينك است كه كارايي آنرا تحت تاثير قرار داده است. در اين رساله پس از مطالعه كارهاي انجام شده در زمينه كاهش مصرف انرژي،با بهره‌گيري از روش خوشه¬بندي LEACH و همچنين منطق فازي كه با اصلاح روش خوشه بندي، خوشه‌بندي را به‌صورت كاملاً توزيع‌شده انجام مي¬دهد كه طي آن گره¬ها بدون هيچ‌گونه كنترل مركزي در مورد سرخوشه شدن خويش، تصميم‌گيري مي¬كنند. مزاياي اين روش اين است كه در آن نياز به برقراري ارتباط دور (با چاهك) نيست و درعين‌حال در اتخاذ تصميم، وضعيت انرژي و موقعيت گره¬ها ( تعداد همسايگان) در نظر گرفته‌شده و بهترين گره به‌طور خودكار انتخاب مي¬گردد. علاوه بر اين در فرايند انتخاب سرخوشه، گره فقط با گره¬هاي اطراف خود ارتباط برقرار مي¬كند هم چنين الگوريتم پيشنهادي گره دروازه مناسب با بالاترين انرژي باقيمانده و حداقل فاصله تا گره يا گره¬هاي سرخوشه را انتخاب نموده و ارسال اطلاعات به سينك بصورت چند گامي را بهبود بخشيده و هم چنين با تركيب الگوريتم خواب و بيدار باعث بهبود مصرف انرژيو ارائه الگوريتم LEACH-WNE شديم.مقايسه انرژي باقيمانده، تعداد بسته‌هاي مسيريابي، نرخ تحويل بسته‌هاي اطلاعاتي، توان عملياتي شبكه نشان مي دهد كه الگوريتم از هر نظر كاراست. كلمات كليدي:شبكه حسگر بي سيم ، الگوريتم خوشه بندي ، مكانيزم خواب و بيدار،كاهش مصرف انرژي.