Optimal energy efficient sensor network design

Abstract

Kablosuz algılayıcı ağlar çok sayıda kaynak-kısıtlı algılayıcı düğüm ve sabit (veya mobil) baz istasyonundan oluşur. Bu algılayıcı düğümler genelde küçük pillerle çalışırlar ve pillerin değiştirilmeleri zordur; dolayısıyla, algılayıcıların sahip olduğu enerjinin mümkün olduğunca verimli bir şekilde kullanılması esastır. Enerjiyi tasarruflu kullanmanın bir yolu, kümeleme kullanarak ağdaki trafik miktarınıazaltmaktır. Kümelemede,bazı algılayıcı düğümler gruplanır; gruplanan bu algılayıcı düğümlerden gelen bilgiler birleştirilir, sıkıştırılır ve kompakt hale getirilen bu veri artık baz istasyonuna gönderilir.Ancak bu yaklaşım, optimum küme sayısının belirlenmesi ve kümeler içinde küme başkanlarının seçilmesi gibi bazı sorunları da beraberinde getirmektedir.Bu tezde, kablosuz algılayıcı ağların eylemsel yaşam sürelerini uzatmak için bazı enerji tasarruf teknikleri önerilmektedir. İlk olarak, tek atlamalı çoktürel (heterojen) kablosuz algılayıcı ağlar için, kümeleme-tabanlı yeni bir enerji verimli protokol önerilmiştir. Bu protokolde, küme başkanları kanal durum bilgisi ve minimum kalan enerji kullanılarak seçilmiştir. İkinci olarak, enerji-kısıtlı kablosuz algılayıcı ağlar için özgün bir işbirliği stratejisi sunulmuştur. Üçüncü olarak, enerji verimli kablosuz algılayıcı ağlar için gelişmiş küme başkanı seçme tekniği incelenmiştir. Bu teknikte, küme başkanları kalan enerji, mesafe ve optimum küme sayıları dikkate alınarak seçilmektedir. Son olarak, kablosuz algılayıcı ağların pratik yönleriCC2450 yongalı düşük enerjili bluetooth düğümü, AP2 alıcı-verici modülüne sahip ANT ve Texas Instrument'ın ZigBee modüllerinin mevcut bulunan IEEE 802.15.4 gerçeklemeleri analizi yoluyla çalışılmıştır.