شبکه های حسگر بی سیم

شبکه ی حس گر بی سیم (WSN) دارای تعداد زیادی گره حسگر با انرژی محدود است که در یک منطقه جغرافیایی پراکنده‌شده‌اند این شبکه با محیط فیزیکی در تعامل است و از طریق حسگرها اطلاعات محیط را می‌گیرد. هر گره داراي محدوده حسي و محدوده ارتباطي است. پوشش حس‌گر یک گره، ناحیه تعیین شده است که به حس‌گر یک گره حسگر بستگی دارد. پوشش یک شبکه حسگر درواقع پوشش جمعی هر یک از گره‌های حس‌گر است. برای اطمینان از پوشش کافی یک منطقه، باید تعداد مناسب گره‌های حسگر مورداستفاده قرار گیرد ازآنجاکه گره‌های حسگر دارای انرژی محدود هستند، کاهش مصرف انرژی ضروری است و این موضوع کمک می‌کند تا طول عمر شبکه و درنتیجه طول عمر پوشش بهبود یابد.

يك شبكه ی حسگر بی سیم متشكل از تعداد زيادي گره‌هاي حسگري است كه در يك محيط به‌طور گسترده پخش شده و به جمع‌آوري اطلاعات از محيط مي‌پردازند. لزوماً مکان قرار گرفتن گره‌هاي حسگري، از ‌قبل‌تعيين‌شده و مشخص نيست. چنين خصوصيتي اين امكان را فراهم مي‌آورد که بتوانيم آن‌ها را در مکان‌هاي خطرناک و يا غیرقابل‌دسترس رها کنيم از طرف ديگر اين بدان معني است که پروتکل‌ها و الگوریتم‌های شبکه‌هاي حسگري بايد داراي توانايي‌هاي خودساماندهي باشند.

در پروتکل پیشنهادی برای انتخاب سرخوشه ها از چندین پارامتر برای زمان‌بندی خواب‌وبیدار استفاده‌شده است که تغییر هریک از این پارامترها تأثیر زیادی بر روی میزان مصرف انرژی و طول عمر شبکه دارد. لذا برای بهینه سازی و به دست آوردن پارامترهای مؤثر ( زمان‌بندی خواب‌وبیدار ) برای تشکیل سرخوشه های مناسب، از الگوریتم های تکاملی ژنتیک و شبیه ساز حرارتی استفاده شده است.

افزایش طول عمر و پایداری شبکه های حس‌گر بی‌سیم یکی از مسائل مهم در ایجاد و طراحی این نوع شبکه‌ها است. خوشه‌بندی، به عنوان یکی از روش های کنترل توپولوژی برای پایداری شبکه های حس گر بی سیم می تواند مصرف انرژی را در شبکه‌های حس‌گر کاهش دهد، اما در یک خوشه مبتنی بر شبکه حسگر، سرخوشه‌ها برخی بارهای اضافی ناشی از فعالیت‌های مختلف مانند جمع‌آوری داده‌ها، تجمع داده‌ها و ارتباطات را، از داده‌های جمع شده به ایستگاه پایه حمل می‌کنند بنابراین، حفظ تعادل بار سرخوشه‌ها یک مسئله چالش‌برانگیز برای عملیات درازمدت شبکه‌های حسگر بی‌سیم است.

برای فرستادن یک بسته از مبدا به مقصد بایستی از گره های میانی برای انتقال استفاده شود. اما انتخاب گره بعدی برای انتقال مسئله مهمی است. که در این مقاله با استفاده از دو معیار مهم Link Quality, Residual Energy گره بعدی انتخاب می شود. هر چقدر انرژی باقیمانده گره و کیفیت لینگ گره بیشتر باشد آن گره انتخواب میشود. طبق الگوریتم 1 این مسئله روشن است.

چاهک متحرک در شبکه های حسگر بی سیم عنوان پژوهشی است در شبکه های حسگر بی سیم که به مطالعه روشهای جمع آوری داده از گره های حسگر می پردازد. در این روش سینک یا چاهک حرکت می کند و شروع به جمع آوری داده می کند ولی چگونگی حرکت سینک چالش اصلی در این روش می باشد.

خوشه بندی گره حسگر یک روش موثر کنترل توپولوژی به منظور کاهش مصرف انرژی گره های حسگر برای به حداکثر رساندن طول عمر شبکه های حسگر بی سیم WSNs است. با این حال، در یک خوشه مبتنی بر  ،WSNلیدرها (سر خوشه) برخی بارهای اضافی ناشی از فعالیت های مختلف مانند جمع آوری داده ها، تجمع داده ها و ارتباطات را ازداده های جمع شده به ایستگاه پایه حمل میکنند.

مصرف انرژی یکی از موضوعات مهم در طراحی شبکه های حسگر بی سیم است. برای دست یابی به کارائی انرژی، برخی از پروتکل های مسیر یابی ارائه شده اند و LEACH یکی از این پروتکل های ارائه شده است. LEACH سر دسته ها را به صورت چرخشی و تصادفی مورد استفاده قرار می دهد تا همواره بار انرژی را در تمامی گره ها توزیع کند.