افزایش و ماکزیمم سازی طول عمر شبکه های حسگر بی سیم (WSN) با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO)
بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) یک الگوریتم محبوب الهام گرفته از رفتار زیستی پرندگان است که برای حل مسائل مختلف بهینه سازی در بسیاری از زمینه ها از جمله هوش ماشینی، داده کاوی، روباتیک و شبکه های کامپیوتری استفاده می شود. ما در این پست، نحوه ماکزیمم سازی ظول عمر شبکه های حسگر بی سیم را با استفاده الگوریتم فراابتکاری ازدحام ذرات (PSO) آموزش خواهیم داد.
به همین منظور ما یک مقاله مرتبط با این موضوع که در آن یک طرح مبتنی بر PSO برای حل مشکل نقطه داغ ناشی از ارتباط چند هاپ در یک شبکه حسگر بی سیم مبتنی بر خوشه پیشنهاد شده است را در نرم افزار متلب پیاده سازی کرده ایم. این طرح متشکل از الگوریتم های مسیریابی و خوشه بندی است. در مرحله مسیریابی، بار ترافیک روی سر خوشه ها (CHs) به طور مساوی توزیع می شود، در حالی که در مرحله خوشه بندی، از تمام CH هایی که انرژی آنها به سرعت تخلیه می شود با اختصاص تعداد کمتری از گره های حسگر مراقبت می می شود. علاوه بر این، همچنین یک طرح توزیع شده برای جلوگیری از مرگ سریع CH ها که ناشی از تخلیه کامل انرژی است ایجاد شده است.
عنوان مقاله پایه انتخاب شده برای پیاده سازی بصورت زیر است(دانلود):
Particle swarm optimization for maximizing lifetime of wireless sensor networks
در این مقاله نحوه نمایش بردار ها برای این مساله به منظور مسیریابی بهینه و هم چنین خوشه بندی به نحو احسن ارائه شده است و می توان از طرز نمایش جواب ها برای حل اینگونه مسائل استفاده نمود ما جزئیات روش پیشنهادی مقاله در ادامه بصورت فیلم توضیح داده ایم.
حفاظت از انرژی گره های حسگر نگرانی اصلی است که به طور گسترده در شبکه های حسگر بی سیم (WSNs) مورد مطالعه قرار گرفته است . خوشه بندی یکی از کارآمدترین تکنیک ها برای حفظ انرژی گره های حسگر است. در یک WSN مبتنی بر خوشه، برخی از گرههای رهبر به نام سر خوشه (CHs) مسئول ارسال دادههای انباشته به یک سینک از راه دور یا ایستگاه پایه (BS) پس از جمعآوری دادهها از گرههای حسگر عضو خود در ارتباط یکهاپ هستند. با این حال، ارسال داده های انبوه از طریق ارتباطات چند هاپ از مشکل نقطه داغ رنج می برد که در آن CH های نزدیک سینک انرژی خود را به سرعت تخلیه می کنند و به محض تحمل حداکثر بار ارسال داده ها، به سرعت می میرند. الگوریتم های زیادی برای حل مشکل نقطه داغ توسعه داده شده است . با این حال، آنها برای شبکه های بزرگ و متراکم عملکرد خوبی ندارند. علاوه بر این، این الگوریتم ها تحمل خطا ندارند. یکی از راه حل های ممکن برای این مشکل، توزیع یکنواخت داده های ارسال شده بر روی CH ها است تا بار ترافیکی آنها متعادل شود. راه حل دیگر خوشه بندی نابرابر است که در آن خوشه ها با اندازه کوچک در نزدیکی BS تشکیل می شوند. این روش بار CH ها را در نزدیکی BS کاهش می دهد زیرا تعداد گره های حسگر عضو آنها نسبتاً کم است و بنابراین انرژی آنها را حفظ می کند. در این مقاله، یک طرح مبتنی بر بهینهسازی ازدحام ذرات (PSO) برای خوشهبندی و مسیریابی در WSNهای مقیاس بزرگ پیشنهاد شده است. این طرح از خوشهبندی نابرابر و توزیع یکنواخت بار ارسال داده CHs در نزدیکی BS برای رسیدگی به مشکل نقطه داغ استفاده میکند.
کد متلب این پروژه را می توانید از لینک زیر دانلود نمایید. این پروژه شامل هر سه مرحله مسیریابی، خوشه بندی و جلوگیری از مرگ سریع سرخوشه ها که در مقاله معرفی شده، می باشد. همچنین رفرنس های لازم از قبیل مقاله پایه و سایر اطلاعات لازم نیز گنجانده شده است.
PSO Matlab Codes for WSN
قیمت: ۸۰۰۰۰۰ تومان
فیلم توضیحات پروژه(اگر کیفیت فیلم ضعیف است از قسمت تنظیمات آن را زیاد کنید):
توضیحات تکمیلی مرحله مسیریابی و خوشه بندی:
ویدیو ۱:
ویدیو ۲:
برای سفارش پروژه متلب از قسمت ثبت سفارش اقدام نمایید.