ليا لينغ، تاناي بينغ، شيه DINGFENG

(هونان الصناعة البوليتكنيك، وتشانغشا 410208)

: شبكات الاستشعار اللاسلكية المصممة أساسا للحد من استهلاك الطاقة وإطالة عمر الشبكة. يدخل طبقت غير متجانسة تجمع خوارزمية شبكة استشعار لدراسة القائمة والمقترحة تجميع خوارزمية للتنبؤ وكفاءة في استخدام الطاقة، وهذا يمكن خوارزمية التكيف وأهداف الطاقة شبكات الاستشعار غير المتجانسة. العوامل المختلفة من تكاليف الطاقة والاتصالات، ويمكن الخوارزمية اختيار العقدة رئيس كتلة. وفيما يتعلق العقد المتبقية مع انخفاض الطاقة، عقدة وجود احتمال أكبر من الطاقة المتبقية للرئيس الكتلة تصبح أكبر، واستهلاك الطاقة من الشبكة يمكن أن تكون موحدة. من أجل الحد من استهلاك الطاقة عند مرحلة التجميع وشبكة البث لتمديد بقاء الوقت لاقامة استهلاك الطاقة في وضع التنبؤ التقليدي للعقدة الحصول على البيانات. بالنسبة إلى خوارزمية التجميع الحالية، وتشير نتائج المحاكاة أن الخوارزمية يمكن تحقيق وقت بقاء أطول استشعار الشبكات، وارتفاع كفاءة الطاقة ومراقبة جودة الشبكة متفوقة.

: شبكة استشعار لاسلكي، الطاقة، شبكة استشعار غير متجانسة

: كود TP14 الوثيقة: ADOI: 10.19358 / j.issn.1674-7720.2017.02.019

شكل إشارة : الطاقة التجميع كفاءة خوارزمية للتنبؤ يا لينغ، تان اى بينغ، Xieding فنغ متعدد الطبقات غير المتجانسة شبكات الاستشعار اللاسلكية [J] تطبيقاتها، 2017،36 (2): 60-65،69.

0 مقدمة

* الصندوق: هونان زارة التربية والتعليم لمقاطعة المعلقة المشاريع البحثية الشباب (15B072)؛ المشاريع البحثية هونان زارة التربية والتعليم لمقاطعة (15C0452) في السنوات الأخيرة، وشبكات الاستشعار اللاسلكية (WSN) [1] أصبح موضوعا ساخنا، وهناك مجموعة واسعة من التطبيقات المحتملة، تستخدم أساسا في مجال الرصد البيئي، وكشف العسكري والتحكم الصناعي والشبكات المنزلية [25]. ومع ذلك، من الناحية العملية، من أجل تلبية متطلبات التطبيق المختلفة للتكنولوجيا الشبكة الاستشعار، والبحث غير متجانسة شبكة استشعار لاسلكية (غير المتجانسة شبكات الاستشعار اللاسلكية، HWSN) [6] قد جذبت المزيد من الاهتمام.

HWSN أنواع مختلفة من العقد الاستشعار، ومجموعة واسعة من التطبيقات من هذه العقدة استشعار [79]. لHWSN، ينبغي إيلاء الأولوية للحد من استهلاك الطاقة في تشغيل الشبكة وتحسين القدرة على تحميل الشبكة والاستقرار، لتمديد عمر الشبكة.

تجميع الأنسجة استشعار العقدة يمكن أن تقلل بشكل فعال استهلاك الطاقة في الشبكة. منذ شبكة توزيع الطاقة وتطور ديناميكية والتعقيد، فمن الصعب تصميم توفير الطاقة، ولكن أيضا توفير نقل البيانات تجميع بروتوكول موثوق بها في شبكة غير المتجانسة.

تقدم هذه الورقة نوع جديد من غير متجانسة وضع شبكة الاستشعار، والتي لديها رصد الأهداف غير متجانسة والطاقة وكافة العقد غير متجانسة. لشبكة غير متجانسة وجود هذه الخصائص، من أجل البقاء على قيد الحياة بشكل أفضل من وقت الشبكة والطاقة لتوسيع شبكة، يقترح خوارزمية التجميع التنبؤ لكفاءة الطاقة (EnergyEfficient التنبؤ تجميع خوارزمية، EEPCA).

عقدة من متوسط الطاقة والطاقة العقد الأخرى في المقارنة مجموعة الاتصالات، EEPCA عامل الطاقة عقدة تقرير. نسبة متوسط الطاقة من كافة العقد في بلاغ المستهلكة، يتم تحديد EEPCA عامل التكلفة الاتصالات. بعد أن يصبح عقدة رئيس الكتلة، EEPCA تحديد متوسط استهلاك الطاقة المثالي. أصبح يرتبط عقدة إمكانية رئيس مجموعة مباشرة إلى طاقة والاتصالات عوامل التكلفة. بدورها كل عقدة في بث المعلومات العنقودية في أجل توفير الطاقة استهلاك الطاقة، يقترح وضع التنبؤ الطاقة للعقدة، وهذا الحصول على البيانات العقدة (على سبيل المثال، درجة الحرارة، الرطوبة) من حيث طول الفترة الزمنية والمعلومات بانتظام. وبالنظر إلى الطاقة من الخطأ بين التغير البيئي الشبكة واستهلاك الطاقة المحسوبة والاستهلاك الفعلي من عقدة عقدة، وإذا كان الفرق بين العقد في الجولة الحالية من الطاقة المتبقية من المرحلة الأولى والادوار النهائية من القيم المتوقعة ضمن نطاق معين، ثم العقدة يمكن تعيين إلى بث الطاقة دون معلومات. وتبين نتائج المحاكاة أن، بالمقارنة مع بروتوكولات المجموعات الأخرى (مثل LEACH، سبتمبر وEDFCM)، يمكن أن شبكة EEPCA تحقيق فترة بقاء أطول، وارتفاع كفاءة الطاقة ومراقبة جودة الشبكة متفوقة.

العمل ذات الصلة

في شبكات الاستشعار اللاسلكية، LEACH [10] هو تجميع توزيع بروتوكولات التوجيه الأكثر شعبية. في مرحلة التهيئة، LEACH يكون العنقودية اختيار رئيس. من أجل موازنة تحميل جميع عقد الشبكة، ليتش رئيس كتلة اختيار العقدة في كل جولة. نسبة كل جولة ويمكن رؤية أفضل اختيار رئيس كتلة. فقط عندما يكون احتمال العتبات التالية أقل من احتمال وجود عقدة ط، ثم يصبح رئيس كتلة الصيغة التالية:

حيث r هي عدد من الجولة الحالية، G لا تصبح بنجاح الجولة الاخيرة من سلسلة من عقدة رئيس كتلة رئيس الكتلة (rmod (1 / popt)).

ومع ذلك، LEACH بعض القيود: (1) LEACH لا تعتبر تعظيم الاستفادة من عدد من رؤساء المجموعات؛ (2) من أجل تحقيق التوازن استهلاك الطاقة في كل عقدة، LEACH 2 يجب أن تقوم على الفرضيات التالية: معادلة الأولي للطاقة من كل عقدة ؛ الطاقة متساوية في كل عقدة تتصرف كما يستهلك رأس المجموعة.

جعلت كثير من العلماء لدراسة وافية من HWSN. [10] في تحسين خوارزمية ليتش، واقتراح الأسلوب على أساس LEACHC الطاقة انتخابات رئيس كتلة المتبقية. ومع ذلك، كل احتياجات عقدة لمعرفة الحالية من أجل تحديد ما إذا كان يمكن أن يصبح رئيس الكتلة، ولكن LEACHC خوارزمية تحتاج إلى دعم التوجيه البروتوكول بعد الإجمالية شبكات الطاقة، لذلك هذا هو الصعب تحقيق تنفيذ الموزعة. سبتمبر [11] هو عبارة عن شبكة غير متجانسة وتصميم اثنين من طبقة، ولكن ليست مناسبة للمتعددة الطبقات-SEP شبكة غير المتجانسة.

لمزيد من الدراسة، والأدب [6]، [12] [14] وتناقش في الشبكات غير المتجانسة القائمة على وضع الأولي مختلفة الطاقة. [15] اقترح طريقة لاختيار رئيس الكتلة LEACH للتغلب على عيوب المنطق الضبابي. ووجدت الدراسة أن باستخدام متغيرات غامض إطالة عمر الشبكة.

[14] اقترح بروتوكول EEHC. ويستند هذا البروتوكول على احتمال مرجح المرتبطة الطاقة الأولية لتحديد رئيس كتلة. وارتفاع الطاقة الأولية، أصبح احتمال رئيس كتلة أعلى. ومع ذلك، فإن البروتوكول لا يتوقع استهلاك الطاقة، وبالتالي يقتصر أداء بروتوكول في الشبكات غير المتجانسة، حيث بعض العقد في شبكة غير المتجانسة هي عقدة الحصول على البيانات التقليدية.

وتقترح وثيقة بروتوكول EDFCM [13]، وهذا البروتوكول هو مناسبة لمدة ثلاثة مختلفة العقد الشبكة غير المتجانسة. في هذا النموذج بروتوكول يتم تقسيم شبكة العقد إلى نوعين العامة: واحد هو لتحقيق وظائف إدارة المعلومات، والآخر هو عبارة عن مجموعة من البيانات المختلفة (مقسمة إلى أنواع 0 و 1). اكتب 1 لديه تكوين الأجهزة والبرمجيات أكثر تعقيدا، وبالتالي لديها المزيد من الطاقة وزيادة قدرة نقل البيانات الأولية، ولكن نطاق تطبيق هذا البروتوكول تقتصر على اثنين فقط من عقدة الشبكة المشتركة.

[14] ERP العنقودية المقترحة التوجيه البروتوكول. في حالة حيث تشمل الكتلة طبيعة مميزة، اقترحت خوارزمية تطورية مع وظيفة مناسبة.

2 وضع نظام والمشكلة وصف

2.1 متجانسة نموذج الشبكة جهاز استشعار لاسلكية

من أجل تلبية رصد ارتفاع الطلب، ووصف الوضع طاقة الأولي هنا مختلف HWSN ورصد الهدف. افتراضات نموذج الشبكة الأساسية هي كما يلي: يقع M M مربع في منطقة شبكة (الشكل 1)، وتوزع N استشعار العقد بشكل عشوائي في الشبكة؛ ثابتة العقد، والذي محطة قاعدة يقع في المنطقة الوسطى. استشعار ترصد عقدة الأهداف المختلفة، وتحديد العقدة باعتباره الحصول على البيانات التقليدية (العادية الحصول على البيانات، RDA) عقدة: المعلومات عقدة طول الظهر ثابتة ضمن فترة زمنية محددة، وجمع البيانات في بعض العقد غير منتظمة، مما أدى إلى المعلومات التي يتم إرجاعها ليست تقليدية.

وهكذا كلا العقدتين هي طرق غير المتجانسة: (1) الحصول على البيانات التقليدية غير المتجانسة: بعض العقد الحصول على البيانات التقليدية، وبعضها ليس كذلك بشكل روتيني. كل الإرسالات خلال العقد العادية N1 ~ معلومات دورة N2، والقدرة المعلومات بين [L1 و L2] بت؛ (2) الطاقة الأولية من كافة العقد غير متجانسة.

عقدة ليس لديه أي معلومات عن الموقع، ولكن يمكن أن تحسب وفقا للمسافة بين العقد تلقت قوة الإشارة. تنظيم العقد في شكل كتلة الشبكة. العنقودية ينفذ رئيس وظيفة دمج البيانات وهي المسؤولة عن تجميع لنقل البيانات إلى المحطة الأساسية. ليس هناك سوى محطة الشبكة الرئيسية. إحداثيات العقدة الأولية الطاقة الموزعة عشوائيا (أمين، ايماكس) من. لأي ط العقدة، الطاقة الأولية هي المنظمة الدولية للتعليم.

2.2 وضع استهلاك الطاقة

في هذه الورقة، ووضع بسيط استهلاك الطاقة [10] لحساب استهلاك الطاقة في عملية الاتصال، في حين تجاهل حساب الطاقة عقدة الاستهلاك والتخزين وغيرها في هذه العملية.

بالمسافة د ل قليلا نقل المعلومات، واستهلاك الطاقة الارسال هي كما يلي:

استهلاك الطاقة المتلقي هو على النحو التالي:

ERx (ل) = ERx_elec (ل) = lEelec (3)

حيث، Eelec استهلاك الطاقة في المدى قليلا على طول محيط الارسال أو الاستقبال متى؛ mpd4 fsd2 ويتم تضخيمه اعتمادا على التضخيم اسطة نقل الطاقة.

2.3 وصف المشكلة

يجب EEPCA إنعام النظر في العوامل التالية:

(1) خوارزمية يجب أن توزع بشكل كامل والتنظيم الذاتي. كل عقدة يجب أن تقرر ما إذا كنت تريد أن تصبح رئيس الكتلة في كتلة أو مرحلة [10] وقال عضو تابعا لرئيس العنقودية؛

(2) العقد المتبقية مع المزيد من الطاقة يجب أن يكون وجود احتمال كبير في أن يصبح رئيس الكتلة، الكتلة يجب أن تضمن أن تكلفة الاتصالات منخفضة، ولكن الطاقة ليست هي العامل الوحيد رئيس مجموعة مختارة؛

(3) ضمان أن الحمل الكتلة الموازنة.

(4) في كل جولة من مرحلة التجميع الأولية لتوفير استهلاك الطاقة، والطاقة لإنشاء وضع التنبؤ عندما RDA عقدة البث.

3EEPCA خوارزمية التجميع

حساب المسافة بين العقد 3.1

قوة توهين إشارة الإرسال، قبل المسافة المتبادلة بين العقد ويمكن حساب. في مرحلة المجموعات، كل العقد في نقل الطاقة إلى البث. على سبيل المثال، استخدام الطاقة Etrani العقدة ط إلى عقدة أخرى للمعلومات البث، بث المعلومات، والذي يتضمن نقل المعلومات الفترة منظمة الشفافية الدولية، لي وطوله المعلومات معلومات الطاقة المنظمة الدولية للتعليم. استقبالا قوة الإشارة عقدة كشف ي Erecj، والحاجة إلى الحصول على معلومات في الوقت نفسه ط. نقل واستقبال العلاقة بين الطاقة الطاقة على النحو التالي:

حيث K هو ثابت، di، ي هي المسافة النسبية بين العقدة الأولى وعقدة ي؛ وهي المسافة من التدرج الطاقة، تختلف بين 1-6 استنادا إلى بيئة التشغيل شبكة استشعار الطبيعية قيمتها. وبالتالي، من العقد i و j على النحو التالي:

عقدة تنشئ العقد جار على أساس بيانات الجدول تلقى التوجيه، وضمن نطاق الاتصال يحفظ كل المعلومات ذات الصلة لجميع العقد. وتتميز كافة العقد في الشبكة من خلال قيمة عددية لكل عقدة. المعلومات المخزنة في جدول التوجيه تحتوي على المسافة بين عقدة وعقدة المجاورة، معرف عقدة من رئيس المجموعة، رئيس الكتلة لمسافة، والحالي وتوقع استهلاك الطاقة من الطاقة.

3.2 العنقودية اختيار رئيس

عقدة رئيس العنقودية قد تؤدي وظائف إضافية، مثل نقل المعلومات ودمج البيانات. هذه الميزات تؤدي إلى رئيس مجموعة إضافية من الطاقة الإفراط في الاستهلاك والموت السريع. ممارسة شائعة هو استخدام إعادة توزيع رأس الكتلة إلى العقد الأخرى لديها فرصة أكبر للعقدة رئيس كتلة.

وضع Popt لتصبح نسبة الأمثل لرأس المجموعة، بي العقدة احتمال تحديد ط كرئيس كتلة. الطاقة غير متجانسة شبكة استشعار لاسلكية، معقدة بي الحساب. حاليا، يتم تحديد متوسط الطاقة من القيمة الحالية للنسبة المتبقية الطاقة وكلها اللاسلكية العقد شبكة استشعار استخدام غير متجانسة خوارزمية الشبكة اللاسلكية أجهزة الاستشعار تجميع لتحديد عدد من المعلمات بي، ولكن هذا الأخير من الصعب الحصول على [13]، خصوصا بالنسبة لأولئك عقد الشبكة المختلفة شاشة مختلفة الكائن الهدف. في نهاية المطاف، من المرجح أن تحدث في مصادر الطاقة وبلغ متوسط توقعات الخطأ الرئيسي.

من الناحية المثالية، عقدة التوزيع، ويمكن يرسلون البيانات على نفس التردد والطول. مجموعة DtoBS إلى متوسط المسافة بين BS وعقدة رئيس الكتلة، ومتوسط المسافة مجموعة dtoCH بين العقد عضو كتلة الرأس نوع كتلة عقدة، كما يلي [10]:

في المرحلة الأولى من الكتلة، على أي عقدة ط، هناك ضمن نطاق رسالتها المؤرخة ن العقد، وN1 عقدة والمسافة ط عقدة أقل من D0، ولكن من عقدة i وN2 عقدة أكبر من D0. وهكذا مع مراعاة عقدة أنا ومجموعة الاتصالات نسبة من الطاقة (E) متوسط الطاقة من كافة العقد الأول، العوامل طاقة احتمال العنقودية تأثير رئيس على النحو التالي:

مع الأخذ بعين الاعتبار شبكة توزيع العقدة، إذا كانت عقدة بين متوسط العنقودية، والتكتلات والمسافة عقدة رئيس الكتلة تكلفة الاتصالات عالية داخل الكتلة أمر لا مفر منه. مجموعة المنظمة الدولية للتعليم على مدار متوسط الطاقة لتصبح عقدة الاتصالات ط والعقد في الكتلة المجموعة الأخرى استهلاك العقدة رئيس المطلوبة، الصيغة التالية:

من الناحية المثالية، وتوزيع زي العقد في الشبكة، وكل نقل البيانات إعادة البيانات في نفس طول لتر. عدد العقد من كل مجموعة هو Nkopt. إذا عقدة M1 رئيس الكتلة لأقل من D0 المسافة التي تفصل بين عقدة M2 رئيس كتلة أكبر من D0، ثم نسبة هذه العقدتين على النحو التالي:

التوزيع العشوائي للالعقد قد يشهد عملية بواسون نقطة [19]. من الناحية المثالية، هناك ن نقطة في دائرة A، وبشكل موحد وزعت في موقف A والمتغيرات العشوائية المستقلة. دي هو متغير عشوائي، وتظهر المسافة من نقطة بواسون (الحادي عشر، يي) لنقطة وسط هذه الدائرة. كل نقطة بواسون في الدائرة إلى نقطة المركز من القيمة المتوقعة كما يلي:

أي دوران حول نقطة المركز من نصف قطر دائرة يمكن الحصول، فمن الضروري النظر في نقطة على توزيع نصف قطرها عشوائي بواسون. جميع النقاط داخل دائرة توزيع بواسون، وكثافة وبواسون نقطة دائرة نصف قطرها يتناسب مع مربع. وهكذا، بواسون احتمال عشوائي كثافة نقطة دائرة نصف قطرها يلي:

ولذلك، فإن تجميع نقل البيانات في حالة مثالية متوسط استهلاك الطاقة على النحو التالي:

احتمال اختيار بالمعادلة (10) و (19)، تأثير الكتلة رأس عامل التكلفة الاتصالات (C) ط على النحو التالي:

الطاقة عامل التكلفة العوامل وعقدة التكامل الاتصالات، وعقدة رئيس كتلة أكون احتمال النحو التالي:

بي = popt ( (E) ط + (C) ط) (21)

وحيث يتم حساب [ألفا] بيتا] العوامل التي تنظم في المقام الأول عامل الطاقة ونسبة عوامل الاتصالات، + = 1 في حساب بي.

LEACH قيمة الحد الطريقة عتبة T (ط) وفقا للخطوات التالية اثنين يجب أن يكون كاملا: (1) تعزيز T (ط) ودخول الشبكة غير المتجانسة، (2) في EEPCA في الاعتبار عوامل الطاقة وعامل التكلفة الاتصالات، و تحسين T (ط) في وضع الحساب على النحو التالي:

عند تحديد عقدة منصب رئيس الكتلة غير ناجحة، التمرير هو عدد جولات. مرة واحدة يتم تحديد هذه العقدة على رأس المجموعة، ثم كانت التمرير إعادة تعيين إلى الصفر.

3.3 الطاقة آلية التنبؤ استهلاك

بعد الانتهاء من جولة من الشبكة، ويحتاج إلى عقدة جديدة يتم اختيارها على رأس المجموعة. من أجل تحديد رئيس كتلة احتمال تصبح عقدة اللازمة لإعادة تقييم الطاقة عامل والاتصالات عامل التكلفة ويمكن الحصول على ذلك أن الطاقة المتبقية من العقدة الحالية. الطريقة الأولى هي كما يلي، يتم تنفيذ كافة العقد في الشبكة في الجولة مجموعة البث الأولى. ومع ذلك، سوف يستهلك عندما بث الكتلة على كل كبيرة ومستديرة للطاقة. لذلك، نقترح آلية لاستهلاك الطاقة تتوقع العقدة RDA.

بدوره ص-1، لأي ي عقدة نيو جيرسي الأمر سيستغرق وقتا لمعلومات الإرسال، ويبلغ طوله LJ، العقد إضافية من العقد i و j كما دي، ي. لأن كل عقدة الحفاظ على معلومات حول كافة العقد في نطاق الاتصالات والمسافة المتبادل، أي عقدة داخل ي العقدة 'في مجموعة الاتصالات يمكن أن تحسب ص-1 بدوره استهلاك الطاقة في ي العقدة على النحو التالي:

عند بدء الجولة تنفيذ ص 1، ص في المرحلة الأولى من مطلع يمكن التنبؤ الطاقة عقدة ي المتبقية على النحو التالي:

Ejr-التنبؤ = Ejr-1-Ejr-1-comsume (24)

بسبب العديد من العوامل (مثل التغيرات بيئة الشبكة)، عندما بدأت ص نوبة، كافة العقد بحاجة إلى إعادة تجميع، والاحتياجات الجديدة رئيس الكتلة ليكون لتحديد ي العقدة المحددة من جديد.

يتم توقع التيار الحالي الطاقة المتبقية عقدة فائض الطاقة في نوبة الدور النهائي مع النتائج التالية:

إذا ثابت أقل من ، ثم قبول الخطأ التنبؤ الطاقة. جولات R في مرحلة أولية، لا يتم بث ي عقدة معلومات الطاقة، والعقد المتبقية التي يمكن تحديثها في الجدول التوجيه في عقدة ي بناء على نتيجة الحساب.

4 المحاكاة

البيئة 4.1 محاكاة لبناء

تقدم هذه الورقة خوارزمية لتقييم الأداء، وتجربة المحاكاة في MATLAB. محاكاة عشوائية التجريبية من العقد استشعار ضمن نطاق 100 م 100 م. بعد تشكيل، العقدة تصبح حالة ثابتة، وعقدة 100 زعت عشوائيا في هذا المجال. BS افترض موقع مركزي في المنطقة، وتظهر المعلمات لهذه التجربة في الجدول 1. كنا المقارن EEPCA، ليتش، والأداء سبتمبر EDFCM وجميع النتائج يعني من ثلاث تجارب مستقلة 100 مرة.

4.2 النتائج التجريبية والتحليل

في EEPCA، [ألفا] بيتا] وبي ويتم حساب تحوير عامل احتساب عامل الطاقة وعامل التكلفة الاتصالات، ويرضي + = 1. بعد تغيير القيم ألفا و EEPCA أداء الملاحظة. هذه المجموعة التجريبية من كافة العقد في الطاقة غير متجانسة، والطاقة الأولية هو 1 ~ 3 J. في العقد RDA إضافة في الشبكة كل كائن مراقبة الهدف هي غير متجانسة. في كل فترة TDMA 0004 العقد قليلا ترسل المعلومات إلى رئيس كتلة.

عندما تكون قيمة و تختلف مع عروض أعلاه، الشكل 2 الوقت الميت الوقت الميت من العقدة الأولى، و 10 و 50 من العقدة. عندما تكون القيمة على مقربة من 0.74، والوقت الميت الوقت الميت من العقدة الأولى وعقدة يظهر 10 في نهاية، ولكن إذا كان قيمة في نطاق 0،66-0،68، ووقت الوفاة بنسبة 50 وقعت في العقدة الأخيرة. في تجارب لاحقة والقيم بيتا من 0.7 و 0.3 موحد.

عندما تكون كافة العقد غير متجانسة، والبيئة التجريبية السابقة عادة ما تكون أكثر EEPCA، ليتش، سبتمبر وEDFCM، ولتحليل أثر آلية الاختيار أداء EEPCA رئيس كتلة الخوارزمية عن طريق الاختبار.

ويبين الشكل 3 خوارزمية محاكاة مختلفة من البيئات التجريبية وفاة عدد عقدة الماضي من المتغيرات، هذا المتغير مع مرور الوقت للحصول على. الشكل (3) يبين استخدام طاقة إضافية لا يمكن ليتش بما فيه الكفاية العقد غير متجانسة، توفي على فترة استقرار قصيرة، سعر الصرف الثابت والذي في العقدة. مقارنة مع ليتش، سبتمبر هو فترة مستقرة لفترة أطول. EEPCA EDFCM والمنحدر من منحنى في المحور X صغير، لأن توزيع EEPCA استهلاك الطاقة بشكل موحد في شبكة متجانسة على كل عقدة، وقتها من الموت والعقدة الأولى والعقدة الأخيرة قريبة نسبيا.

في بيئة معملية التقليدية، تتفاوت نسبة عدد العقد طوال العقد غير متجانسة، وأداء كل خوارزمية ومراعاتها. عندما تختلف نسبة العقد غير متجانسة 0-100، FIG. يظهر 4 عدد جولات من بداية العقدة الأولى إلى وقت الوفاة. هذه التجربة في مجال الطاقة الأولية لجميع عقدة متجانسة غير الطاقة هو 2 J.

10 من عقدة قبل وقت الوفاة التي تواجه، في هذا الوقت يمكن أن تعاد إلى جودة الشبكة وموثوقية البيانات BS [13]. لذلك، ويبين الشكل 5 عدد جولات من بداية الفترة إلى 10 من العقد يموت، وهذا هو ومستقرة لها.

لالشبكات غير المتجانسة، إن لم يكن ليتش تجمع الخوارزمية، وذلك مع زيادة العقد غير متجانسة، وشبكة سيحصل انخفاض مستقرة السريع. مع LEACH الصدد، سبتمبر للحصول على أكثر من 25 من مستقر، ويتزامن إلى حد كبير مع النتائج البيئية إشارة [11] المقدمة. نظرا لعدم تجانس الطاقة EDFCM النظر في العقد مختلفة، وبالتالي فإن استقرار لفترة أطول من الطاقة سبتمبر تعتبر EEPCA خلال عقدة الاتصال الأخرى من استهلاك الطاقة من الطاقة المتبقية، وبالتالي زيادة نسبة العقدة في عملية غير متجانسة من تخفيض معدل الاستقرار EEPCA أقل بكثير من خوارزميات أخرى. مع نسبة أكبر من العقد غير متجانسة، يمكنك الحصول على فترة أطول من الاستقرار.

يتم وصف هذه التجربة في عقدة RDA. الإعداد كافة العقد في الشبكة والطاقة غير متجانسة، ثم 50 من عقدة إلى عقدة RDA، العقدة هي 10 العقدة التي فشلت. كافة العقد الإرسال المعلومات RDA 3-7 مرات في الجولة، وبين قدرة تخزين كبير 2000 ~ 6000 بت. دراسة آثار مرحلة ثابتة الثوابت شبكة ، أظهرت النتائج في الشكل (6).

ويبين الشكل 6 أنه عندما قيمة ما بين 0،92-0،93، للحصول على أقصى قدر من الاستقرار للشبكة.

قدم عقدة RDA، تحقق من استقرار جميع الخوارزميات. هذه المجموعة التجريبية من كافة العقد وثابت الطاقة غير متجانسة 50 من عقدة RDA هي 0.93، 10 من عقدة الشبكة فشل عقدة. ويبين الشكل 7 EEPCA شبكة متجانسة خوارزمية يمكن أن تحسن بشكل فعال على استقرار النتائج.

بعد إدخال آلية التنبؤ استهلاك الطاقة، ومراحل الترددات الراديوية من كل مجموعة ذهابا خفضت بشكل فعال. وبالتالي، مقارنة مع خوارزميات ثلاثة أخرى، يمكن EEPCA تحسين فعالية استقرار الشبكة، من خلال شبكة متجانسة بطريقتين: الطاقة الأولية والكائن إلى أن يتم الكشف عن.

تلقت معلومات عدد 8BS FIG يظهر 8 جميع أيزومرات الطاقة العقد، 50 RDA العقدة هي عقدة، والعقدة من فشل العقدة 10. في EEPCA، وكمية المعلومات التي BS تلقى يرتفع طويلة خطيا، في حين أنه في خوارزميات أخرى، وعدد من BS تلقى بدأ المعلومات معدل النمو في وقت مبكر في الانخفاض. معلومات عن المبلغ الإجمالي للبيانات إلى كافة العقد من الظهر الشبكة إلى BS فشلت أربع خوارزميات مستمدة في ذلك، فإن كمية البيانات التي تم جمعها من قبل EEPCA جمع من ثلاثة خوارزميات أخرى لتكون أكثر. ولذلك، EEPCA أعلى جودة مراقبة الشبكة.

5. الخاتمة

وصف HWSB هنا باستخدام أنماط مختلفة من الطاقة والكائن الرصد الأولي، ويقترح يستخدم heterostructure متعدد الطبقات من أجهزة الاستشعار واحد خوارزمية شبكة تجميع للتنبؤ كفاءة في استخدام الطاقة: EEPCA. وعامل التكلفة الاتصالات على أساس عامل الطاقة في كل عقدة اختيار مستقل EEPCA نفسها على أنها عقدة رئيس المجموعة، والحاضر المتبقية الطاقة ومتوسط احتمال تكلفة الاتصالات المتعلقة عقدة رئيس مجموعة مختارة. وفي الوقت نفسه، والنظر في وجوه (على سبيل المثال، درجة الحرارة، الرطوبة) WSNs عموما أن تستخدم لمراقبة والإبلاغ عن هذا الكائن البيانات لتكون تقارير منتظمة وثابتة طول بياناتها بشكل عام، وبالتالي فإن العقدة إلى RDA يصف استهلاك كفاءة الطاقة آلية التنبؤ. بواسطة LEACH المقارنة، سبتمبر، EDFCM وEEPCA، تظهر نتائج المحاكاة أن EEPCA الحصول على وأطول عمرا، والطاقة أكثر كفاءة، ومراقبة الشبكة على نحو أفضل، وأدائها أعلى من الأداء من البروتوكولات الأخرى.

مراجع

[1] AKYILDIZ I F، W SU، SANKARASUBRAMANIAM Y، وآخرون لاسلكي استشعار مسح شبكة :. A [J] شبكات الكمبيوتر، 2002، 38 (4) :. 393-422.

[2] HAENGGI M. دليل شبكات الاستشعار: اللاسلكية المدمجة وأنظمة الاستشعار السلكية [M] .Boca راتون: CRC برس، 2005.

[3] تشونغ C Y، شبكات كومار S P. الاستشعار: التطور والفرص والتحديات [J] وقائع IEEE، 2003،91 (8) :. 1247-1256.

[4] إيسترن D، L GIROD، POTTIE G، وآخرون Instrumenting العالم مع شبكات الاستشعار اللاسلكية [C] .Proceedings للمؤتمر IEEE الدولي للالصوتيات والكلام ومعالجة الإشارات (ICASSP '01)، 2001 :. 2033- 2036.

[5] CHANG C Y، CHANG H R. Energyaware عقدة التنسيب، ومراقبة طوبولوجيا وجدولة MAC لشبكات الاستشعار اللاسلكية [J] شبكات الكمبيوتر، 2008، 52 (11) :. 2189-2204.

. [6] DUARTEMELO E J، LIU تحليل M. من استهلاك الطاقة وعمر شبكات الاستشعار اللاسلكية غير متجانسة [C] قائع المؤتمر العالمي للاتصالات IEEE (GLOBECOM '02)، IEEE الصحافة، تايبيه، 2002: 21-25.

[7] دي FREITAS EP، HEIMFARTH T، PEREIRA CE، وآخرون. تقييم استراتيجيات التنسيق لشبكات الاستشعار متجانسة تهدف إلى تطبيقات المراقبة [C]. قائع المؤتمر مجسات IEEE (SENSORS'09)، كرايستشيرش، نيوزيلندا، 2009 : 591-596.