Development of Energy-efficient Algorithms for Wireless Sensor Networks

Abstract

تتطلب شبكات الاستشعار اللاسلكية (WSNs) خوارزميات فعالة للغاية وذلك لضغط البيانات وتجهيزها وتوجيهها نظرا لمحدودية الموارد لعقد الاستشعار.وحيث أن WSNs تنتشر عادة لرصد البيئات النائية والخطرة، فإنه ليس من المجدي إعادة شحن أو استبدال البطارية من عقد الاستشعار. ولذلك، ينبغي أن تستخدم عقد الاستشعار الطاقة على نحو فعال جدا حتى عندما وجود مصادر منتجة للطاقة مع بطارية ذات قدرة محدودة. وعلاوة على ذلك، فإن معظم الطاقة تستهلك في أجهزة الاستشعار عن طريق نقل واستقبال البيانات. ولذلك، لا يمكن للحياة أن يمكن إطالة عمرWSNs بشكل كبير عن طريق استخدام بروتوكولات ذات كفاءة في استخدام الطاقة للتحكم توزيع الشبكة، والتشغيل، والتزامن، والتوجيه، وتجميع وضغط البيانات. تقترح هذه الرسالة عدة خوارزميات تهدف إلى استخدام الطاقة لWSNs لتطوير خوارزميات للتغطية، والربط والاتصال والكشف عن العواصف الرملية والغبار. أولا، نقترح برتوكول ترامن متكرر (RTSP) لمزامنة ساعة الشبكة في WSNs، التي توفر دقة بمعدل 0.23ميكرو ثانية لكل قفزة في شبكة عنقودية واسعة متعددة القفازات باستخدام طاقة أقل 7 مرات مقارنة مع بأكثر الخوارزميات المستخدمة الخوارزمية (FTSP) في المدى البعيد. ثانيًا، نقترح وضع بروتوكول متكامل للاتصال، والتغطية والربط (C3)، لكي نضمن تغطية جزئية من أكثر من 90٪ من مجموع مساحة الانتشار، وتضمن ما لا يقل عن مسار واحد للشبكة وهذا البروتوكول يستهلك الطاقة بكفأة عالية. أخيرا، تم تطويرنظام للكشف عن العواصف الرملية والغبار نظام (SDSDS)، الذي يتضمن الخوارزميات المقترحة من أجل تحقيق مستوى عال من الموثوقية، ودقة وكفاءة استخدام الطاقة.