ارائه الگوریتم جدید برای چینش حسگرها در شبکه های حسگر بی سیم با توجه به مصرف انرژی گره ها

در بسیاری از کاربردهایی که از شبکه ها ی حسگر بی سیم استفاده می کنند، لازم است ابتدا ناحیه ی موردنظر توسط تعدادی حسگر پوشش داده شود. به طور کلی پوشش، یکی از معیارهای سنجش کیفیت سرویس در شبکه های حسگر است. این معیار نشان می دهد که یک شبکه با چه دقتی ناحیه ی موردنظر را نظارت می کند. به همین دلیل، مسأله ی پوشش، یکی از مهم ترین زمینه های تحقیقاتی شبکه های حسگر بی سیم است. برای رسیدن به پوشش کامل، می توان از تعداد زیادی حسگر ثابت استفاده نمود و یا این که با استفاده از تعداد کمی حسگر متحرک، این هدف را برآورده ساخت. از آن جا که هزینه ی حسگرهای متحرک، چندین برابر حسگرهای ثابت است، غالباً هزینه ی تشکیل شبکه های حسگر متحرک، زیاد می گردد. به منظور کاهش هزینه ، غالباً ترجیح داده می شود که در ساخت یک شبکه، حسگرهای ثابت به کار رود و در کنار آن، از تعداد کمتری حسگر متحرک برای بهبود عملکرد شبکه، استفاده گردد. به این ترتیب، شبکه های حسگر ترکیبی مطرح شده اند. در شبکه هایی که حسگرهای متحرک مورد استفاده قرار می گیرند، در نظر گرفتن مقدار مسافتی که حسگرها طی می کنند، بسیار مهم است. به دلیل این که ذخیره ی انرژی حسگرها محدود است و در عین حال مقدار انرژی مصرفی برای جابه جایی حسگرها، بیشتر از سایر موارد مصرف انرژی آنهاست. در نتیجه، حسگرها با طی مسافت های طولانی، انرژی کمی برای انجام وظایفشان خواهند داشت. یکی دیگر از مسائلی که در طراحی الگوریتم های شبکه های حسگر بی سیم باید در نظر گرفته شود، کاهش هر چه بیشتر مصرف انرژی، از طریق کاهش میزان اطلاعات ارسالی می باشد. هنگامی که حسگرهای فعال ناحیه بیشتر از مقدار مورد نیاز باشند، عملکرد شبکه از حالت بهینه ی مصرف انرژی فاصله می گیرد. فعال بودن حسگر اضافه در شبکه، موجب اتلاف منابع شبکه می گردد. این، به آن دلیل است که حجم داده های جمع آوری شده از حسگرها به دلیل هم پوشانی محدوده ی حس آنها، زیاد می شود. در نتیجه، حجم داده های ارسالی افزایش می-یابد. بنابراین، حسگرها برای انتقال این حجم دادها، انرژی زیادی صرف می کنند که در نهایت منجر به کاهش طول عمرشان می-گردد. با توجه به توضیحات داده شده، به کارگیری روش هایی که منجر به استفاده از کمترین تعداد حسگر در شبکه می گردد، حائز اهمیت است. هدف از انجام این پایان نامه، ارائه ی یک الگوریتم پوششی مناسب در شبکه های حسگر ترکیبی می باشد. در الگوریتم موردنظر، هدف، تأمین بیشترین مقدار پوشش در ناحیه، با استفاده از کمترین تعداد حسگر فعال است. به منظور کم شدن هزینه ی تشکیل شبکه، از نسبت مناسب بین تعداد حسگرهای ثابت و متحرک استفاده می شود. لازم به ذکر است که در این الگوریتم، میزان جابه جایی حسگرهای متحرک برای برطرف نمودن حفره های پوششی نیز محدود شده است. گره های حسگری که در طول عملکرد شبکه از بین می روند، موجب بروز اختلال در کار شبکه و تنزل کیفیت سرویس ارائه شده می گردند. بنابراین، لازم است برای حسگرهای از بین رفته جایگزین مناسبی انتخاب گردد. به همین دلیل در ادامه، الگوریتم مناسبی برای جانشین کردن حسگرهایی که از بین رفته اند، پیشنهاد شده است. این الگوریتم، به گونه ای عمل می کند که موجب کاهش مسافت جابه جا شده ی حسگرهای متحرک می گردد. کارایی الگوریتم پیشنهادی، با انجام شبیه سازی های متعدد مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج مقایسه با سایر الگوریتم ها، نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی از نقطه نظر مقدار پوشش، مقدار جابه جایی وهزینه تشکیل شبکه از عملکرد مناسبی برخوردار است.