ارائه یک الگوریتم رهگیری هدف پویا بر اساس پیش بینی در شبکه حسگر بی سیم

با پیشرفت تکنولوژی ساخت وسایل الکترونیکی و مقرون به صرفه شدن شبکه های حسگر در مقیاس های بزرگ، شبکه های حسگر بی سیم زمینه های تحقیقاتی را با رشد سریع و جذابیت بسیار فراهم می کنند که توجهات زیادی را در چندین سال اخیر به خود جلب کرده است. شبکه های حسگر بی سیم با مقیاس بزرگ حاوی چند صد تا چند ده هزار حسگر، پهنه وسیعی از کاربردها و البته چالش ها را به همراه دارند. ویژگی های خاص این شبکه ها، امکان استفاده از آن ها را در کاربردهایی مانند کنترل و بررسی مناطق حادثه خیز، حفاظت مرزها و مراقبت های امنیتی و نظامی فراهم می کنند. یکی از مهم ترین کاربردهای متصور برای این شبکه ها کاربرد رهگیری هدف می باشد. در این کاربرد، شبکه های حسگر بی سیم از حسگرهای تشکیل دهنده این شبکه جهت حس کردن و تشخیص یک هدف خاص و دنبال کردن آن در ناحیه تحت نظارت شبکه استفاده می شود. به دلیل اینکه حسگرهای موجود در این نوع شبکه ها دارای محدودیت انرژی می باشند و ارتباطات بین حسگرها به صورت بی سیم انجام می پذیرد، توجه به مسئله مصرف توان و رهگیری بدون خطا چندین هدف متحرک به صورت همزمان در این شبکه ها اهمیت فراوانی دارند. الگوریتم های رهگیری هدف در شبکه های حسگر، از نظر کاربرد و عملکرد آن ها، به چهار دسته ی پروتکل مبتنی بر پیام، مبتنی بر درخت، مبتنی بر پیش گویی و مبتنی بر خوشه بندی، تقسیم می گردند. در این میان پروتکل های مبتنی بر خوشه بندی از نظر مصرف انرژی بهینه هستند. تاکنون برای رفع مشکل انرژی روش های زیادی طرح گردیده است که می توان به الگوریتم های رهگیری اهداف سریع، dpt و cdta اشاره کرد. الگوریتم رهگیری اهداف سریع قابلیت رهگیری اهداف سریع را دارا می باشد ولی از معایب آن می توان به بالا بودن میزان ارتباطات در شبکه به دلیل کوچک بودن خوشه ها اشاره کرد. الگوریتم dpt دارای یک الگوریتم پیش بین با پیچیدگی کم می باشد ولی از معایب آن می توان به قادر نبودن آن به رهگیری چندین هدف به صورت همزمان اشاره کرد. از معایب الگوریتم cdta می توان به عدم وجود رویه تصحیح خطا برای شناسایی مجدد هدف گم شده، تقسیم بندی شبکه بر اساس مدل شبکه و قادر نبودن آن به رهگیری چندین هدف به صورت همزمان اشاره کرد. در الگوریتم پیشنهادی از یک دیدگاه خوشه بندی بر اساس پیش بینی به منظور مقیاس پذیر بودن شبکه و مصرف بهینه انرژی استفاده گردیده است تا در برابر خرابی های احتمالی حسگرها و پیش بینی های اشتباه مکان هدف مقاوم باشد. در این الگوریتم، رویه تصحیح خطایی ارائه گردیده است تا در زمان هایی که هدف به دلیل سرعت بالای خود و یا تغییر جهت های ناگهانی از برد حسگرها خارج گردید، الگوریتم قادر به شناسایی مجدد هدف باشد. نتایج بدست آمده توسط شبیه ساز نشان می دهند که الگوریتم پیشنهادی قادر به رهگیری چندین هدف به صورت همزمان می باشد و همچنین الگوریتم پیشنهادی با کم کردن ارتباطات بین خوشه ای و احتمال گم شدن هدف مصرف انرژی در شبکه های حسگر را تا حد امکان کاهش می دهد.