مدلسازی و بهبود مصرف انرژی در شبکه های حسگر بیسیم

شبکه های حسگر بیسیم از تعداد زیادی گره های حسگر تشکیل شده اند که در یک منطقه برای نظارت و کنترل پدیده های فیزیکی مانند رطوبت، دما، حرکت و صوت مستقر شده و به ارسال داده های جمع شده به گره ی مقصد می پردازند. شبکه های حسگر بدلیل کاربردهای فراوان در محیط زیست، بهداشت و درمان، کشاورزی، هواشناسی و صنعت بسیار محبوب شده اند. از آنجائیکه حسگرها با باطری کار می کنند و شارژ مجدد آنها دشوار و در بعضی مواقع غیرممکن است، مدیریت مصرف انرژی در این شبکه ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این پژوهش در صدد است تا روشی برای کاهش مصرف انرژی در شبکه های حسگر ارائه دهد. روش های متفاوتی برای بهینه سازی مصرف انرژی وجود دارد، از جمله این روشها کاهش حجم داده ی ارسالی در شبکه است. عوامل مختلفی در این مسئله تأثیرگذار است، عواملی که در این تحقیق مورد توجه قرار گرفته استفاده از همبستگی های موجود در شبکه های حسگر است. تراکم بالای گره های حسگر باعث می شود که داده های زائد یا داده هایی که همبستگی بالایی دارند توسط حسگرها تولید شوند. در این حالت گره هایی که به هم نزدیک هستند اطلاعات مشابهی را دریافت میکنند. بنابراین با استفاده از همبستگی بین این گره ها می توان مصرف انرژی را با کاهش ارتباطات در شبکه به حداقل رساند. در این پژوهش ابتدا همکاری بین حسگرها در شبکه با استفاده از سیستم ایمنی مصنوعی مدل شده و پارامترهای مورد نیاز محاسبه می شود. سپس با استفاده از الگوریتم تبرید شبیه-سازی شده، مناسب ترین حسگرها برای ارسال اطلاعات به گره ی مقصد تعیین می شوند. بنابراین با کم کردن ارتباطات و کاهش حجم داده ی ارسالی بهبود قابل توجهی در مصرف انرژی حاصل می شود. نتایج شبیه سازی نشان دهنده ی کاهش مصرف انرژی در شبکه است، علاوه بر این، الگوریتم مذکور در شرایطی دشوار مانند از کار افتادن تعداد زیادی از حسگرها، دارای عملکرد بسیار خوبی خواهد بود و در این شرایط بحرانی نیز مصرف انرژی شبکه را به حداقل می رساند.