ارائه ي روشي براي تجميع داده در اينترنت اشياء بي سيم

كارشناسي ارشد

امروزه با توسعه‌ي اينترنت اشياء، اين فناوري داراي كاربرد گسترده‌اي در صنعت و زندگي شهري ‌است. با توجه به رشد روز افزون تعداد اشياء بي‌سيم، توان محدود ادوات اينترنت اشياء و تاثير انرژي مصرفي بر روي آلودگي زيستي، يكي از چالش‌هاي اساسي اينترنت اشياء صرفه‌جويي در انرژي است. يكي از روش‌هاي بهينه‌سازي مصرف انرژي تجميع داده است كه به معناي كاهش حجم داده به منظور كاهش انرژي مورد نياز براي ارسال و پردازش داده است و داراي 3 رويكرد متمركز، مبتني بر خوشه و مبتني بر درخت است. در روش متمركز، داده‌ها در گره‌ي مركزي تجميع مي‌گردند. اين روش به دليل وابستگي به گره‌ي مركزي داراي مقياس‌پذيري پاييني است. در ادامه، روش مبتني بر خوشه گره‌ها به خوشه‌هاي مجزا دسته‌بندي شده و داده‌هاي هر خوشه به طور جداگانه تجميع مي‌گردند. چالش اصلي اين روش، پيچيدگي خوشه‌بندي با توجه به نياز به سازگاري ميان انواع داده جهت تجميع و تاخير ناشي از انتظار گره‌هاي يك خوشه جهت انجام عمل تجميع در گره‌ي سرخوشه مي‌باشد. با توجه به محدوديت‌هاي فوق، امروزه اغلب از رويكرد مبتني بر درخت استفاده مي‌شود كه با ايجاد يك ساختار سلسله مراتبي، داده‌ها را تجميع مي‌نمايد. در اين پژوهش، به منظور صرفه‌جويي در انرژي از تجميع ‌ مبتني بر درخت استفاده شده است. غالب روش‌هايي كه تا كنون بر اساس تجميع مبتني بر درخت ارائه شده‌اند، تنها انرژي را در اهداف بهينه‌سازي خود مورد توجه قرار مي‌دهند. در حالي كه، توجه به معيار گذردهي در كنار انرژي مصرفي، علاوه بر بهبود ميزان مصرف انرژي موجب بهبود كيفيت سرويس مي‌شود. روش‌هاي معدودي كه به اين دو هدف در كنار هم توجه نموده‌اند، از تشكيل درخت، مسيريابي و زمان‌بندي يال‌ها به صورت هم‌زمان پشتيباني نمي‌كنند. براي حل اين مسئله، مدل TART-Optimal را پيشنهاد كرديم كه هم‌زمان با صرفه‌جويي در انرژي با تشكيل درخت تجميع، به تقسيم‌بندي زمان به برش‌هاي زماني و زمان‌بندي يال‌ها با هدف افزايش گذردهي مي‌پردازد. با توجه به پيچيدگي زماني اين مسئله، الگوريتم TART-ACO مبتني بر كلوني مورچه را پيشنهاد كرديم. در اين الگوريتم، به دليل تجميع داده‌هاي موجود در مسيرهاي مختلف، فرايند تشكيل مسيرها به يكديگر وابسته است. بنابراين، همه‌ي مورچه‌ها با همكاري يكديگر يك درخت زمان‌بندي شده را توليد نموده و براي ارزش‌گذاري مسيرها و نيز درخت نهايي از 2 نوع فرومون استفاده مي‌نمايند. نتايج ارزيابي‌ها در مقياس كوچك نشان مي‌دهد كه مدل TART-Optimal و الگوريتم TART-ACO نسبت به مدل غير هم‌زمان تشكيل و زمان‌بندي درخت (D-DAS)، از لحاظ ميزان انرژي تجميع و گذردهي داراي نتايج مطلوب‌تري بوده و بر اساس معيار ارزيابي درصد خطاي ميانگين مطلق، به ترتيب تا 14% و 8% عملكرد بهتري در به‌دست آوردن درخت تجميع زمان‌بندي شده دارند. واژه‌هاي كليدي: اينترنت اشياء، صرفه‌جويي در انرژي، الگوريتم كلوني مورچه، تجميع داده مبتني بر درخت، زمان‌بندي يال‌ها

194862

دانشگاه علم و صنعت ايران

شبكه هاي كامپيوتري

دكتر زينب موحدي