توزیع متعادل مصرف انرژی در شبکه‌های حسگر بیسیم با استفاده از خوشه‌بندی …

(۳ – ۲)

در مورد سرخوشه یک اصل منطقی وجود دارد که مکان سرخوشه معمولا در وسط اعضای خوشه است، این امر به این دلیل است که به اساس منطق ریاضی معمولا گره‌ای که در وسط خوشه قرار دارد نسبت به تمام اعضای خوشه کمترین فاصله را در مجموع دارد. شکل ۳-۱، چگونگی این موضوع را نشان می‌دهد. به این واقعیت مرکزیت ثقل[۸۳] می‌گویند.
شکل ‏۳‑۱۳: اعضای خوشه و نحوه ارتباط با چاهک [۵]
اعضای خوشه دارای دو فاز پشتیبانی و خواب هستند. با احتمال βs به خواب می‌روند. این کار باعث می‌شود عمر اعضای خوشه افزایش یابد.
هر پیغام که از سرخوشه به بیرون از خوشه فرستاده می‌شود، طی h گام به مقصد می‌رسد.خط ارتباطی هر گره با احتمال  ممکن است مشغول باشد. شکل ۳-۱۴ چگونگی محاسبه تعداد حداکثری گام به مقصد را نشان میدهد.
شکل ‏۳‑۱۴: تعداد گام ارسال از گره‌ی حسگر به سرخوشه[۵]
در محاسبات ما تعداد حداکثر گام موجود بین ارتباطات را  و حداقل منطقه‌ی ارتباطی و برد رادیویی را  تعریف می‌کنیم.
در این پایان‌نامه در مورد چگونگی جمع‌آوری اطلاعات از محیط و نحوه شرکت کردن سرخوشه در ارسال اطلاعات بدست آمده به سینک دخالت نمی‌کنیم.
الگوریتم کوچ پرندگان با استفاده از اطلاعات به‌دست آمده از گره‌های حسگر خوشه؛ سرخوشه را از بین گره‌های حسگر انتخاب می‌کند.
مکان گره‌های حسگر بی‌سیم را تغییر نمی‌دهیم. بلکه بهترین عضو از بین آن‌ها را برای تصدی وظیفه سرخوشه معرفی می‌کنیم.
یک گره حسگر بی‌سیم برای هر خوشه به عنوان گره دستیار به صورت تصادفی انتخاب می‌شود. گره دستیار وظیفه‌ی جمع‌آوری اطلاعات مکانی، انرژی، تعداد سر و درجه‌ی گره و بهترین وضعیت تا الان و دیگر پارامترهای مورد نیاز الگوریتم کوچ پرندگان را به عهده دارد. گره دستیار با استفاده از الگوریتم کوچ پرندگان سرخوشه‌ی بهینه را برای ارتباطات درون خوشه انتخاب می‌کند. گره‌ی دستیار وظیفه جمع‌آوری اطلاعات (حس‌کردن) از محیط ندارد. تنها وظیفه آن اجرای الگوریتم کوچ پرندگان است.
الگوریتم کوچ پرندگان جامعه‌ای از جواب‌های مختلف در بازه‌ی خوشه را به صورت تصادفی پیشنهاد می‌دهد. این جامعه‌ی جواب با توجه به تابع شایستگی به طرف نقاط بهینه به پیش می‌رود. این کار در الگوریتم با استفاده از فرمول سرعت و مکان ذرات انجام می‌شود. در آخر، بعد از انجام ۲۵۰ بار الگوریتم؛ بهترین جواب به عنوان سرخوشه‌ی مناسب انتخاب می‌شود.

برای دانلود متن کامل این پایان نامه به سایت  pipaf.ir  مراجعه نمایید.

فصل چهارم : نتایج شبیهسازی

این فصل به بررسی نتایج شبیهسازی حاصل از پیادهسازی الگوریتم پیشنهادی در محیط شبیهساز اختصاص دارد. در ابتدا به معرفی محیط سیستمی که برای شبیهسازی و گرفتن نتایج از آن استفاده کردیم پرداخته و بعد از آن مقادیر پارامترهای اولیه الگوریتم که در طول شبیهسازی مورد استفاده قرار گرفته است گفته میشود و در آخر نتایج حاصل از شبیهسازی را بر حسب پارامترهای معیار سنجش شبکه به همراه تحلیل به اطلاع می رسانیم.

معرفی محیط شبیهسازی

برای پیادهسازی الگوریتم از نرمافزار Omnetpp که یک شبیهساز شبکه است استفاده کردیم. سیستم سختافزاری که شبیهساز بر روی آن اجرا شده است یک دستگاه کامپیوتر شخصی با ویژگیهای جدول ۴-۱ است.

Intel(R) Core(TM) i3-2100 CPU @ 3.10 GHz ۳٫۱۰ GHz Cpu
۴٫۰۰ GB (2.92 GB usable) Ram
Omnetpp 4.4.2 in Windows 32-bit Operating System Application

جدول ‏۴‑۱: ویژگیهای سیستم کامپیوتری استفاده شده برای شبیهسازی
پارامترهای اولیه که در پیادهسازی الگوریتم در شبیهساز اعمال شدهاند. در جدول ۴-۲ آمده است. این پارامترها به دو بخش پارامترهای الگوریتم کوچ پرندگان، پارامترهای ساختاری شبکه تقسیم میشوند.