بهبود بهره‌وري انرژي شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم مبتني بر فناوري رايانش لبه با استفاده از الگوريتم ژنتيك

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي كامپيوتر

كارشناسي ارشد

در سال‌هاي اخير، شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم به‌دليل نقش كليدي در كاربردهايي همچون پايش محيطي، مراقبت‌هاي پزشكي، سامانه‌هاي نظامي و اينترنت اشياء، به يكي از محورهاي اصلي پژوهش در حوزه‌ي سيستم‌هاي توزيع‌شده تبديل شده‌اند. با توجه به محدوديت انرژي گره‌هاي اين شبكه‌ها، طراحي پروتكل‌هاي مسيريابي كارا با هدف كاهش مصرف انرژي و افزايش پايداري عملكرد شبكه، همواره از مهم‌ترين چالش‌هاي اين حوزه بوده است. در اين پژوهش، با هدف توسعه‌ي پروتكلي سازگار با محيط پردازش لبه، رويكردي مبتني بر الگوريتم ژنتيك و ساختار خوشه‌بندي پروتكل LEACH ارائه شده است. در معماري پيشنهادي (EGA-LEACH)، با بهره‌گيري از گره‌هاي لبه، فرآيند انتخاب سرخوشه‌ها و تخصيص گره‌ها به خوشه‌ها بهينه‌سازي گرديد و در شرايط بحراني، با غيرفعال‌سازي موقت خوشه‌بندي و جايگزيني آن با ارسال مستقيم داده‌ها به گره‌هاي لبه، توان عملياتي شبكه حفظ شد. نتايج شبيه‌سازي در محيط MATLAB بيانگر برتري قابل‌توجه الگوريتم پيشنهادي نسبت به پروتكل‌هاي مرجع (LEACH، LEACH-C، GA-LEACH و ICSSA) است. به‌طور خاص، زمان مرگ اولين گره بيش از 80 برابر به تأخير افتاده، طول عمر شبكه تا مرگ آخرين گره حدود 25 برابر افزايش يافته و ميزان داده‌هاي دريافتي در ايستگاه پايه بيش از 7 برابر بهبود يافته است. علاوه بر اين، روند مصرف انرژي در كل شبكه به‌طور چشمگيري بهتر بوده و پايداري الگوريتم در سناريوهاي متنوع با چگالي‌ها و ابعاد مختلف شبكه حفظ شده است.

236295

معماري سيستم هاي كامپيوتر

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان