شماره مدرك :
20733
شماره راهنما :
17820
پديد آورنده :
الهويردي دوست، پريسا
عنوان :

بهبود بهره‌وري انرژي شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم مبتني بر فناوري رايانش لبه با استفاده از الگوريتم ژنتيك

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
معماري سيستم هاي كامپيوتر
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1404
صفحه شمار :
119ص
توصيفگر ها :
شبكه حسگر بي‌سيم , خوشه‌بندي , الگوريتم ژنتيك , بهره‌وري انرژي , رايانش لبه , LEACH
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/09/09
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي كامپيوتر
دانشكده :
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/09/10
كد ايرانداك :
23189664
چكيده فارسي :
در سال‌هاي اخير، شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم به‌دليل نقش كليدي در كاربردهايي همچون پايش محيطي، مراقبت‌هاي پزشكي، سامانه‌هاي نظامي و اينترنت اشياء، به يكي از محورهاي اصلي پژوهش در حوزه‌ي سيستم‌هاي توزيع‌شده تبديل شده‌اند. با توجه به محدوديت انرژي گره‌هاي اين شبكه‌ها، طراحي پروتكل‌هاي مسيريابي كارا با هدف كاهش مصرف انرژي و افزايش پايداري عملكرد شبكه، همواره از مهم‌ترين چالش‌هاي اين حوزه بوده است. در اين پژوهش، با هدف توسعه‌ي پروتكلي سازگار با محيط پردازش لبه، رويكردي مبتني بر الگوريتم ژنتيك و ساختار خوشه‌بندي پروتكل LEACH ارائه شده است. در معماري پيشنهادي (EGA-LEACH)، با بهره‌گيري از گره‌هاي لبه، فرآيند انتخاب سرخوشه‌ها و تخصيص گره‌ها به خوشه‌ها بهينه‌سازي گرديد و در شرايط بحراني، با غيرفعال‌سازي موقت خوشه‌بندي و جايگزيني آن با ارسال مستقيم داده‌ها به گره‌هاي لبه، توان عملياتي شبكه حفظ شد. نتايج شبيه‌سازي در محيط MATLAB بيانگر برتري قابل‌توجه الگوريتم پيشنهادي نسبت به پروتكل‌هاي مرجع (LEACH، LEACH-C، GA-LEACH و ICSSA) است. به‌طور خاص، زمان مرگ اولين گره بيش از 80 برابر به تأخير افتاده، طول عمر شبكه تا مرگ آخرين گره حدود 25 برابر افزايش يافته و ميزان داده‌هاي دريافتي در ايستگاه پايه بيش از 7 برابر بهبود يافته است. علاوه بر اين، روند مصرف انرژي در كل شبكه به‌طور چشمگيري بهتر بوده و پايداري الگوريتم در سناريوهاي متنوع با چگالي‌ها و ابعاد مختلف شبكه حفظ شده است.
چكيده انگليسي :
In recent years, wireless sensor networks (WSNs) have emerged as a central research focus in distributed systems due to their pivotal role in applications such as environmental monitoring, healthcare, military systems, an‎d the Internet of Things (IoT). Considering the strict energy constraints of sensor nodes, designing energy-efficient routing protocols that enhance network longevity an‎d ensure stable performance remains one of the foremost challenges in this domain. In this study, an edge-aware clustering protocol based on genetic algorithms an‎d the LEACH framework is proposed, namely EGA-LEACH. In the proposed architecture, edge nodes are leveraged to optimize the selec‎tion of cluster heads an‎d the assignment of nodes to clusters. Furthermore, under critical conditions, cluster formation is temporarily suspended an‎d replaced by direct data transmission to edge nodes, thereby preserving the overall network throughput. Simulation results in MATLAB demonstrate the significant superiority of the proposed protocol compared to benchmark schemes (LEACH, LEACH-C, GA-LEACH an‎d ICSSA). Specifically, the time to the first node death is extended by more than 80-fold, the network lifetime until the last node death increases by approximately 25-fold, an‎d the amount of data successfully delivered to the base station improves by more than seven times. In addition, the overall energy consumption trend across the network is markedly optimized, an‎d the robustness of the proposed algorithm is consistently maintained across diverse scenarios with varying network densities an‎d dimensions.
استاد راهنما :
امير خورسندي كوهانستاني
استاد داور :
علي فانيان , عارف كريمي افشار
لينک به اين مدرک :

بازگشت