إطالة عمر أجهزة الاستشعار اللاسلكية في شبكات إنترنت الأشياء باستخدام أساليب التجميع وجدولة النوم

الباحث

علي محمد كاظم عبدالزهرة

المشرف

علي كاظم محمد الغرابي

الجامعة

جامعة بابل

الكلية / القسم

كلية العلوم للبنات / علوم الحاسوب

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Wireless Sensor Networks ; Internet of Things ; Clustering ; Sleep Scheduling

تعد شبكة الاستشعار اللاسلكية (WSN) من أهم المساهمين في نظام إنترنت الأشياء (oT) ، والتي تعتبر جزءًا لا يتجزأ منه. WSNs هي أدوات جمع البيانات الرئيسية التي تستخدمها أجهزة إنترنت الأشياء. إن إنترنت الأشياء القائم على WSN عبارة عن مجموعة من العديد من أجهزة الاستشعار الصغيرة والمتفرقة Ll aa والتي تعمل بالبطارية والمخصصة لتنفيذ نشاط معين بطريقة تعاونية. في الشبكات الكثيفة من إنترنت الأشياء المستندة إلى WSN ، تجمع العديد من أجهزة الاستشعار القريبة من بعضها البعض في وقت واحد نفس البيانات حول حدوث معين. على الرغم من أن إنترنت الأشياء المستندة إلى WSN فتحت إمكانيات لم يكن من الممكن تصورها سابقًا في مجموعة متنوعة من مجالات التطبيق ، إلا أنها لا تزال عرضة لقيود الموارد. تعد طاقة العقد ، اللازمة للتشغيل بشكل جيد لفترات طويلة من الوقت في العديد من الأنشطة ، المورد الأكثر أهمية في إنترنت الأشياء القائم على WSN تعد زيادة عمر الشبكة محورًا رئيسيًا للبحث في مجال إنترنت الأشياء القائم على WSN لأنه من المستحيل استبدال البطاريات أو إعادة شحنها في البيئات البعيدة أو القاسية أو الخطرة. في هذه الأطروحة ، ومع الدافع لتعزيز عمر الشبكة وتقليل استهلاك الطاقة للعقد ؛ يتم استخدام تقنيات التجميع والجدولة ونقل البيانات ¢ والتي تشكل البروتوكول المقترح ، المسمى بالتجمعات غير المتساوية ذات الكفاءة في استخدام الطاقة مع بروتوكول جدولة النوم (EFUCSS) لإنترنت الأشياء المستندة إلى WSN يتم تشكيل مجموعات غير متساوية على أساس Fuzzy C- 95 باستخدام هذا البروتوكول لموازنة الطاقة المستخدمة عن طريق تقليل المسافة التي تنتقل إليها البيانات. يتم اختيار رأس الكتلة باستخدام نظام المنطق المضبب. تعد مسافة GW والطاقة المتبقية والمركزية متغيرات إدخال. المتغير الضبابي الناتج هو الفرصة. يتم إجراء الاستدلال الضبابي باستخدام تقنية Mamdani تُستخدم إستراتيجية جدولة النوم بين العقد المزدوجة لتقليل عدد العقد المنقولة. يتم إجراء تجارب محاكاة واسعة النطاق تعتمد على Python من أجل تقييم أداء بروتوكول EFUCSS المقترح مع مراعاة سيناريوهات إنترنت الأشياء المختلفة القائمة على Lady WSN لعدة معايير ، مثل استقرار الشبكة ٠ وعدد العقد الحية والميتة (عمر الشبكة) ، وكفاءة الطاقة ، يتم إجراء مقارنة بين بروتوكول EFUCSS المقترح وبروتوكولات منافسة أخرى معروفة ، وهي: ‘CEFLI ،FBUCA ،DFCR ،FUCA <IGHND 2110110 ،FBUCP -EEASCR

One of the most crucial contributors to the Internet of Things (IoT) system is the Wireless Sensor Network (WSN), which is regarded as an integral part of it. WSNs are the main data collection tools used by IoT devices. The WSN-based IoT is a collection of several small, geographically dispersed, battery-powered sensors that are devoted to carry out a certain activity in a collaborative manner. In dense network of WSN- based IoT, numerous sensors that are near to one another simultaneously collect the same data about the occurrence. Even while WSN-based IoT has opened up previously unimaginable possibilities in a variety of application areas, they are still susceptible to resource limitations. The energy of nodes, which is needed to run well for extended periods of time in many activities, is the most crucial resource in a given WSN-based IoT. Increasing the lifetime of the network is a major focus of research in the field of WSN- based IoT because it is impossible to replace or recharge batteries in remote, harsh or dangerous environments. In this thesis, and with the motivation to enhance the network lifetime and reduce the nodes' energy consumption; clustering, scheduling, and data transmission techniques are used, which form the proposed protocol, named an energy-efficient fuzzy-based unequal clustering with sleep scheduling protocol for WSN-based IoT (EFUCSS). Unequal clusters based on Fuzzy C-Means are formed by the Gateway(GW) at the second layer of the network (i.e., the fog layer) using this protocol to balance the energy used via reducing the distance that data travels. The selection of the cluster head is carried out in a centralized manner by the GW in the first round and in a distributed manner in the remaining rounds using a fuzzy logic system. The GW's distance, remaining energy, and centrality are input variables. The output fuzzy variable is chance. Fuzzy inference is performed using the Mamdani technique. The sleep scheduling strategy is used between the coupled nodes to reduce the number of active nodes. Extensive Python-based simulation experiments are run in order to evaluate the performance of the suggested EFUCSS protocol while taking into account different WSN-based IoT scenarios. On several criteria, such as network stability, the number of alive and dead nodes (network lifetime), and energy efficiency, a comparison is made between the proposed EFUCSS protocol and other well-known competitor protocols, namely, FBUCP, MOFCA, IGHND, FUCA, DFCR, FBUCA, CEFLI, and EEASCR.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب