بهبود طول عمر شبکه حسگر بیسیم با استفاده از مسیریابی هوشمند

یک شبکه حسگر بی¬سیم عبارتست از تعداد زیادی حسگر¬های کوچک با توان پایین در ارسال و دریافت که می¬تواند ابزاری مؤثر برای گردآوری داده در محیط¬های گوناگون باشد. باوجود پیشرفت های صورت گرفته در این نوع شبکه ها، گره¬های حسگر، هنوز هم برای تأمین انرژی خود، متکی به باتری هایی با توان اندک می باشند. همچنین معمولاً به دلیل به کارگیری این نوع شبکه ها در محیط های خشن و غیر قابل دسترس، امکان شارژ مجدد یا تعویض گره های حسگر وجود ندارد. بنابراین یکی از مهم ترین مسائل در شبکه های حسگر بی سیم، مسالة محدودیت شدید انرژی است. همچنین ازآنجایی که کارایی شبکه های حسگر به شدت به طول عمر شبکه و پوشش شبکه ای آن وابسته است، بنابراین لحاظ نمودن الگوریتم های ذخیره انرژی در طراحی شبکه های حسگر با عمر طولانی، امری حیاتی است. امروزه روش های مدیریت پویای توان که به کاهش مصرف انرژی شبکه های حسگر بعد از طراحی و قرارگیری آن ها می پردازند، از بالاترین اهمیت برخوردار می باشند که در این میان می توان به مفهوم مسیریابی، یا چگونگی انتقال اطلاعات از گره های داخل شبکه به ایستگاه پایه و انتخاب بهترین مسیر ممکن برای انتقال این اطلاعات اشاره نمود. در سال های اخیر برای مدیریت پویای توان، توجه به ابزارهای هوشمند و توانمندی نظیر سیستم¬های منطق فازی و الگوریتم کلونی مورچگان رونق چشم گیری یافته است. در این تحقیق، به منظور کاهش میزان مصرف انرژی و افزایش طول عمر شبکه، سیستمی بر پایه منطق فازی مطرح شده است. این سیستم درجه کیفیتی برای هر مسیر با اعمال دو پارامتر ورودی، تعداد گام های صورت گرفته و میزان انرژی نودهای تشکیل دهنده آن، نمایش می¬دهد. هم¬چنین با پیشنهاد دو روش، وزن¬دار نمودن قوانین فازی توسط فرد خبره و استفاده از الگوریتم aco به منظور انتخاب قوانین فازی بهینه، عملکرد سیستم فازی را بهبود بخشیده¬ایم. نتایج شبیه¬سازی¬ها و مقایسات انجام شده با نرم¬افزار opnet و matlab نشان می¬دهد که سیستم فازی بهبود یافته توسط الگوریتم کلونی مورچگان عملکرد بهتری نسبت به الگوریتم dd-fuzzy-aco داشته است. در انتها به منظور بهبود بیشتر عملکرد شبکه، بسته های حاوی اطلاعات را با بهره گرفتن از راهکار توازن بار، در دو مسیر بهینه با نسبت مناسبی که درجه کیفیت مسیر مشخص می کند، ارسال می¬نماییم. این سیستم جدید معیار درصد تحویل و بهره وری شبکه را بهبود داده است.