پروژه الگوریتم انتخاب ریشه براساس منطق فازی توزیع شده برای شبکه حسگر بیسیم با MATLAB

پروژه الگوریتم انتخاب ریشه براساس منطق فازی توزیع شده برای شبکه حسگر بیسیم با MATLAB

در این پروژه روش منطق فازی توزیع شده (DFL) با پنج پارامتر ورودی یعنی، انرژی (energy)، مرکزیت (centrality)، فاصله تا ایستگاه پایه (distance to base station)، تعداد هاپ (number of hops) و تراکم گره (node density) برای کارآمدی سیستم انتخابات ریشه ارائه شده است. به منظور جلوگیری از مصرف انرژی بالا در زمان انتقال پیام، ما هر گره را با موتور منطق فازی توزیع شده ساخته ایم. ما این روش را با کاهش تعداد انتقال پیام از گره های عضو برای گره ریشه با اجرای DFL در گره های میانی و با حذف پیام های گره هایی که احتمال کمتری برای انتخاب دارد برای یک ریشه جدید انتخاب شود را ارائه کردیم. سیستم پیشنهادی همچنین شامل تحمل خطا (fault tolerance)، تعادل بارگیری (load balance)، به موقع بودن (به هنگام بودن) (timeliness) و مکانیزم مقیاس پذیری (scalability mechanisms) می باشد. برای اثبات کارایی الگوریتم، ما آن را با الگوریتم هایی مانند: (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH)،(Adaptive Clustering Algorithm via Waiting Timer (ACAWT)،(Cluster Head Election mechanism using Fuzzy logic (CHEF)،(Gupta’s Algorithm)، مقایسه کرده ایم.

تصاویر و ویدیو از خروجی این پروژه در ادامه مطلب …

در بسیاری از برنامه های کاربردی شبکه حسگر، تکنیک های خوشه بندی برای کاهش مصرف انرژی استفاده می شود. در شبکه های خوشه بندی شده، گره ها به عنوان عضو و یا گره ریشه تعریف شده است. در حالی که گره های عضو مسئول ارسال داده حس شده توسط خود، به گره ریشه هستند، گره ریشه مسئول جمع آوری، پردازش و ارسال این داده ها به ایستگاه پایه (base station) است.

با توجه به اینکه مصرف انرژی در گره های ریشه رخ می دهد این گره ها باید بسیار سریعتر از گره های عضو باشد. هنگامی که یک گره ریشه در یک خوشه مصرف می شود (از بین می رود)، تمام انرژی آن، اطلاعات حس شده توسط گره های عضو نمی تواند پردازش شود و بی فایده و بی ارزش می شود.

به منظور تعادل مصرف انرژی و افزایش طول عمر خوشه ها و شبکه، ما یک الگوریتم خوشه بندی توزیع شده که در آن نقش گره های ریشه به صورت پویا با توجه به انرژی، مرکزیت، فاصله تا ایستگاه پایه، تعداد گره و پارامترهای تراکم گره تغییر می کند؛ پیشنهاد کرده ایم. در سیستم پیشنهادی، برای استنتاجِ زمانی که گره باید به عنوان گره ریشه انتخاب شود، ما از سیستم استنتاج منطق فازی توزیع شده استفاده کرده ایم.

سیستم ما به طور کامل توزیع شده است، و هر گره شامل موتور استنتاج منطق فازی و با استفاده از اطلاعات همسایگی به منظور استنباط دقیق است. تعداد انتقال پیام از گره های عضو به گره ریشه نیز با اجرای سیستم منطق فازی توزیع شده در متوسط گره های عضو کاهش یافته است.

(تصاویر خروجی این پروژه بیش از 25 مورد بود که ما فقط چند مورد آن را قرار داده ایم – خروجی کامل را در ویدیو موجود در ادامه می توانید مشاهده نمائید)