دانلود شبیه سازی مقاله بهینه سازی انرژی در شبکه حسگر بیسیم با الگوریتم ژنتیک

کاربرد الگوریتم ژنتیک در شبکه حسگر بیسیم

شبکه حسگر بی سیم (WSN) یکی از پیشرفت های فنآوری عمده در چند سال اخیر است. این شبکه استفاده گسترده ای برای نظارت بر وضعیت با استفاده از تعدادی گره حسگری داشته است. WSN ها، در شرایط و عوارض زمین سخت بکار گرفته شده تا داده های استفاده شده برای نظارت بر زیستگاه، اقامتگاه های بلایای طبیعی و ردگیری هدف و غیره، تحلیل شوند. بازده انرژی و مقاوم بودن داده ها، یکپارچگی و محرمانگی شبکه ها، ویژگی های منحصربفردی برای قضاوت در مورد کیفیت یک WSN می باشد. گره های حسگر در ارتباطات، پردازش سیگنال و خود سازمان دهی مشارکت دارند تا یک WSN مقاوم، مقیاس پذیر، کم مصرف و عمر طولانی، ایجاد شود. با این حال، محدودیت های اندکی در WSN ها، مانند توسعه ارتباطات چند مرحله ای و فنآوری خودرویی هوایی خودمختار، مسیریابی در عوارض زمین متراکم و دشوار، نظارت بر سیستم های منابع محدود (ظرفیت باتری کم)، مدیریت داده ها، گردآوری و تحلیل و بهینه سازی مصرف انرژی و غیره، باید حل شوند. از میان این موارد، بهینه سازی مصرف انرژی یکی از زمینه های کلیدی پژوهش در مورد WSN می باشد. علاوه بر آن، ارتباطات داده در WSN انرژی بیشتری نسبت به سنجش و پردازش داده ها، مصرف می کنند. در نتیجه، روش های بهینه سازی انرژی موثر برای کمینه سازی مصرف انرژی در فرآیند ارتباطات در WSN لازم می باشند.

مسئله عمر محدود باتری در WSN ها، در این پروژه تشریح شده است و این چالش با استفاده از روش GA و مدل های انرژی ارتباطات داده ها، توضیح داده شده است. 20 نوع روش GA برروی سه مدل انرژی شناخته شده WSN ها بکار گرفته شده تا حداقل مقدار انرژی در طی ارتباطات داده ها، بدست آید. تابع جهش یکنواخت (نرخ جهش حدود 0.04)، فرآیند انتخاب براساس «یکنواخت احتمالاتی» و چلیپایی دو نقطه ای در حدود 51 و 200 تکرار، باعث دست یابی به حداقل مقدار مصرف انرژی و مجموعه ایده آلی از پارامترهای مدل انرژی انتخاب شده می شوند. مقادیر انرژی بدست آمده بعد از بهینه سازی نشان می دهد که کاربرد GA می تواند عمر مفید باتری گره های حسگری را با استفاده از مجموعه پارامترهای ایده آل در طی ارتباطات داده، تعمیم دهد.

این شبیه سازی با استفاده از نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده و در ادامه نیز تعدادی از نتایج خروجی آن قرار داده شده است: