شبیه سازی بهبود مسیریابی با الگوریتم مدار در شبکه حسگر بی سیم با متلب

بهبود مسیریابی با الگوریتم مدار

در این بخش شبیه سازی بهبود مسیریابی با الگوریتم مدار و مقایسه آن با پروتکل LEACH در شبکه حسگر بی سیم را با نرم افزار متلب به همراه فیلم آموزشی و داکیومنت کامل با توضیحات خط به خط کدها را تهیه کرده ایم که در ادامه به معرفی این الگوریتم مدار و پروتکل LEACH پرداخته و تصاویری از خروجی شبیه سازی را قرار داده ایم.

پروتکل LEACH

پروتکل LEACH یک پروتکل مسیریابی سازماندهی شده می باشد که بارها موجود را بر روی شبکه های حسگر توزیع کرده و گره ها خود را در گروه های محلی ساماندهی می کنند، به صورتی که یک گره در گروه به عنوان سرگروه عمل می کند. جهت مطالعه جزئیات کامل این پروتکل به مقاله (پروتکل مسیریابی LEACH در شبکه های حسگر بی سیم) مراجعه کنید.

معرفی بهبود مسیریابی با الگوریتم مدار

هدف اصلی در این پروژه کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر در شبکه های حسگر بی سیم بر پایه پروتکل های مبتنی بر خوشه می باشد که به منظور ارائه روش جدید، به بهبود پروتکل مسیریابی LEACH پرداخته و نام روش ارائه شده جدید را الگوریتم مدار می نامیم.

مقایسه الگوریتم مدار با الگوریتم Leach (لیچ) از لحاظ کاهش مصرف انرژی

در این روش می شود سرخوشه ها را به شکل مداری بین نودها قسمت کرد به طوری که فاصله انتقال با برد انتقال و دریافت منطبق باشد و به شکلی دلخواه آن را در حول مدارها به گردش در آورد بنابراین با یک حرکت متوازن مصرف انرژی را کم کرد. در روش پیاده سازی پروتکل لیچ هر نود می تواند هم سرخوشه و هم حسگر باشد و این روش مصرف انرژی را در شبکه متوازن می کند به علت تغییر سرخوشه ها در هر مرحله هزینه سربار تغییر سرخوشه رخ  می دهد که در شبیه سازی پروتکل LEACH به عنوان عامل مصرف انرژی نامیده می شود. به طوری که با هر بار تغییر سرخوشه ها N*2 بار عمل انتشار صورت می گیرد که مصرف انرژی را به دنبال دارد و در این حالت کار نودهای حسگر نادیده گرفته می شود و شامل پیامدهای می باشد.

در پروتکل LEACH بعضی از نودها به شکل دائمی سرخوشه هستند و عمل حسگری ندارند و وظایف خود را به نودهای عادل می سپارند در کل می توان گفت بخش بسیاری از زمان آنها بدون اینکه عمل مفیدی انجام دهند سپری می شود و انرژی این سرخوشه ها دو برابر نودها تعیین می شود.

الگوریتم مدار

در الگوریتم مدار ارسال و جمع آوری اطلاعات به نودها با توزیع مناسب و قابل تغییر می باشد و باعث می شود که سرخوشته ها در تمامی نواحی حاضر باشند تمامی نودها بدون نیاز به تغییر پی در پی سرخوشه و در فاصله پایه اقدام به ارسال اطلاعات می کنند.

محدودیت الگوریتم مدار

محدود بودن این تکنیک در اثر انرژی سرخوشه ها ثابت است پس می توان مثل لیچ انرژی سرخوشه ها را از نودهای عادی با متوسط بار هر نود به شبکه بیشتر انتخاب کرد در این پروژه انرژی مصرفی نودها چهار برابر نودهای عادی و در لیچ دو برابر انرژی نود عادی انتخاب می شود و شبکه را می شود برای مدت طولانی در اختیار داشت و با انتخاب کردن سه برابر انرژی نود عادی وقت اولین مرگ را با لیچ هم تراز کرد. در پروتکل لیچ مصرف انرژی بیشتر از تکنیک جاری است چون در موقع ارسال داده نودهای عادی هم درگیر می شوند و باعث مصرف انرژی کل شبکه می گردد از این رو در پروتکل LEACH انرژی مصرفی کمتر از لچ است و پروتکل LEACH در تکنیک مدار بخاطر انرژی بالایی که دارد عمر شبکه هم خیلی بالاتر از نودهای عادی است.

دلایل افزایش تعداد گره ها به منطور افزایش عمر شبکه

مسافتی که بین نود و سرخوشه ها وجود دارد از اهمیت بسیاری برخوردار است و این فاصله باعث می شود مصرف انرژی بالا برود بنابراین فاصله پایه و ارسال برای نودهای عادی و سرخوشه کمترین مقدار در نظر گرفته شده و بالا رفتن تعداد مدار نسبت به بالا رفتن  تعداد نواحی در مصرف انرژی تأثیر مفید دارد.

---

---

تصاویری از خروجی