(53 امتیاز از 11 رای)
Loading...
بهینه سازی پروتکل LEACH با الگوریتم جهش قورباغه
در این بخش پروژه بهینه سازی پروتکل LEACH با الگوریتم جهش قورباغه در شبکه WSN را با نرم افزار MATLAB آماده کردیم که در ادامه به معرفی شبکه حسگر بی سیم و الگوریتم جهش قورباغه (SFLA) پرداخته و فیلم و تصویر خروجی پرو.ژه قرار داده شده است.
معرفی شبکه های حسگر بیسیم (WSN)
به تعداد زیادی نود حسگر با میزان انرژی محدود که در یک ناحیه جغرافیایی محدود پخش شده اند را شبکه حسگر بی سیم یا همان WSN می گویند. وجود فاصله های نسبتا زیاد در نودها و نیاز به برقرار کردن ارتباط میان نودها باعث می شود تا شبکه عمر کمتری داشته باشد و این در حالی است که اصلی ترین هدفی که در شبکه حسگر بی سیم دنبال می شود، افزایش طول عمر شبکه است. پژوهش های قبلی انجام شده نشان می دهد که یکی از راه های کاهش میزان مصرف انرژی از طرف نودها و افزایش طول عمر شبکه استفاده کردن از مسیر یابی بهینه و همچنین سازمانده کردن نودهای شبکه در خوشه ها می باشد.
الگوریتم جهش قورباغه (SFLA)
الگوریتم SFLA که مخفف Shuffled Frog Leaping Algorithm و یکی از الگوریتم های بهینه سازی می باشد، با الهام از رفتار اجتماعی قورباغه ها ساخته شده است و همچنین جز الگوریتم های بهینه سازی فرا ابتکاری محسوب می شود. ویژگی اصلی الگوریتم قورباغه داشتن سرعت بالا و امکان جستوجوی سراسری بسیار خوب می باشد. از نظر طبقه بندی، الگوریتم قورباغه در میان الگوریتم های رفتاری یا الگوریتم های ممتیک قرار دارد.
معرفی پروژه
در این پروژه حسگر بی سیم یا همان WSN، برای این که نحوه مسیریابی نودها، تعداد و محل سرخوشه ها به شکل بهینه تعیین کنیم از الگوریتم جهش قورباغه اسفتاده شده است. هدفی که در استفاده از الگوریتم قورباغه یا SFLA دنبال می شود، کاهش دادن میزان مصرف انرژی نودهای شبکه به حداقل در طی هر دوره عملیات ارسال اطلاعات می باشد که این کار باعث بوجود آمدن تعادل در مصرف انرژی سرخوشه ها و افزایش طول عمر شبکه می شود.
متغیر های مورد بررسی در پروژه
سایز شبکه، میزان انرژی اولیه، میزان انرژی نودها در واحد زمان، تعداد نودها، میزان توزیع سرخوشه ها، تعداد نودهای زنده در واحد زمان، میزان مصرف انرژی نودهای موجود در واحد طول عمر هر نود و …، متغیر هایی هستند که در پروژه بهبود پروتکل LEACH با الگوریتم جهش قورباغه مورد بررسی قرار گرفته اند.
مهمترین مسئله در طراحی شبکه های WSN
محدود بودن میزان انرژی سنسورها مهمترین مسئله ایی است که در طراحی شبکه های حسگر بی سیم وجود دارد. از طرفی امکان شارژ یا عوض کردن باتری سنسور ها به خاطر تعداد زیاد سنسورها و همچنین نداشتن دسترسی به آن ها، وجود ندارد. از این رو ارائه شدن روش های نوینی که بتوانند مصرف انرژی را بهینه کند، موجب افزایش طول عمر شبکه به طور قابل توجهی می شود.
تعیین بهینه تعداد و محل سرخوشه ها
در این پروژه تعداد و محل سرخوشه ها را با استفاده از الگوریتم SFLA به صورت بهینه تعیین می کینم. برای اینکه در مصرف انرژی سرخوشه ها تعادل بوجود آید و همچنین طول عمر شبکه بیشتر شود، معیاری که برای تعیین تعداد و محل سرخوشه ها در نظر گرفته شده است، براساس حداقل میزان انرژی مصرفی نودهای شبکه در طی هر دوره عملیات ارسال داده خواهد بود.
پروتکل های سلسله مراتبی مبتنی بر خوشه بندی
روش دیگری که در این پروژه برای کاهش میزان مصرف انرژی شبکه در نظر گرفته شده است، استفاده از پروتکل های سلسله مراتبی (مبتنی بر خوشه بندی) می باشد. کارکرد این پروتکل به این صورت است که، برای کاهش دادن میزان ارتباط در بین نودها کل شبکه به چند خوشه مستقل تقسیم می شود، که وظیفه هر خوشه جمع آوری اطلاعات از نودهای آن خوشه می باشد و همچنین ارتباط این خوشه ها با یک دیگر فقط به سرخوشه ها محدود می شود.
معرفی پروتکل LEACH
یکی از پروتکل های مطرح در زمینه خوشه بندی، پروتکل Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy می باشد که در این جا به بررسی آن می پردازیم. در این پروژه ما به بررسی روشی پرداخته ایم که در آن برای خوشه بندی کردن نودها از الگوریتم جهش قورباغه به همراه پروتکل LEACH استفاده می شود، با این کار تعداد و موقعیت سرخوشه ها با استفاده از الگوریتم جهش قورباغه تعیین خواهد شد.
تصاویری از خروجی
هیچ نظری ثبت نشده است