منصة الرسائل والاطاريح: طريقة محسنة للحفاظ على الطاقة في شبكة الاستشعاراللاسلكية

الخلاصة

في شبكة أجهزة الاستشعار اللاسلكية ( ، )WSNيلزم أن تتدفق البيانات التي يتم جمعها بواسطة تطبيقات المراقبة بشكل مستمر. على الرغم من أن شبكات الاستشعار اللاسلكية WSNقد حققت نجا ًحا في العديد من التطبيقات ، إلا أن تنفيذها على نطاق واسع في المناطق التي يتعذر الوصول إليها والنائية يواجهه عقبات كبيرة – مثل قيود الطاقة. وهذا يرجع في الغالب إلى حقيقة أنها تعمل بالبطارية في معظم الحالات. صيانة تلك الشبكات مثل ؛ استبدال / إعادة شحن البطاريات يعتبر تحديًا في كثير من الحالات. لذلك أصبح الحفاظ على الطاقة من القضايا الرئيسية في معظم التصاميم لشبكات الاستشعار اللاسلكي .WSN تركز هذه الأطروحة على إطالة العمر الافتراضي للشبكة من خلال استثمار طرق تقليل البيانات في .WSNفي هذه الأطروحة ، نقترح بروتوكو ًلا موف ًرا للطاقة يسمى نهج لتقليل البيانات يستند على التنبؤ المزدوج ( .)DRDPSاقترح DRDPSالتحكم في كمية البيانات المنقولة عن طريق تجنب نقل البيانات الزائدة عن الحاجة وبالتالي تجنب الاستهلاك المفرط للطاقة. يتم تنفيذ النهج المقترح على مستويين ؛ مستوى عقدة الاستشعار ، ومستوى رأس الكتلة. يتم تطبيق النهج المقترح على ثلاث مراحل ؛ مرحلة التجميع ومرحلة التنبؤ المزدوج بالبيانات ( )DDPوالذي يعمل في كلا من المستشعر ورأس الكتلة و مرحلة التنبؤ بالبيانات القائم على الإحصاء والذي يعمل في رأس الكتلة .CHsيتم استخدام ثلاث خوارزميات لتقليل استهلاك الطاقة وإطالة عمر الشبكة ، WSNوهذه الخوارزميات هي خوارزميات ، K-meanومتوسط متحرك متكامل ذاتي الانحدار (، )ARIMA وخوارزمية سببية جرانجر (.)GC خوارزمية K-meanعبارة عن خوارزمية تجميع تستخدم لتقسيم شبكة المستشعرات إلى مجموعات ، وبالتالي تقييد نقل البيانات إلى أصغر مساحة ممكنة ، يتم تحديد العدد الأمثل للعناقيد باستخدام طريقة .Elbowتتنبأ ARIMAبقراءات البيانات للجولات التالية على مستوى عقدة المستشعر بطريقة مزدوجة. بينما طريقة GCهي طريقة إحصائية تُستخدم على مستوى رأس الكتلة لتقليل كمية مجموعات البيانات التي ترسل من CHإلى .BSتم تقييم أداء DRDPSمن خلال حساب المقاييس: عمرالشبكة، واستهلاك طاقة الشبكة ، وكمية البيانات المرسلة ، ودقة التنبؤ بالبيانات. أي ًضا ، تمت مقارنة نتائج DRDPSمع طرق P-DPAو .ELRأظهرت نتائج التجارب أن النهج المقترح يوفر تحسن ملحوظ في اداء شبكة ، WSNولديه القدرة على تعزيز العمر والحفاظ على دقة مقبولة للبيانات مقارنة بالشبكة التقليدية المسطحة. يتم تقييم نتائج المحاكاة وفحصها باستخدام لغة برمجة .