افزايش طول عمر شبكه‌هاي حسگر بي سيم با استفاده از شبكه‌هاي عصبي SOM

ﯾﮑﯽ از ﻣﻬﻤﺘﺮﯾﻦ ﻣﺸﮑﻼت ﺷﺒﮑﻪ ﻫﺎي ﺣﺴﮕﺮ ﺑﯽ ﺳﯿﻢ، ﻣﺤﺪودﯾﺖ ﻣﻨﺎﺑﻊ اﻧﺮژي اﺳﺖ. اﻧﺪازه ﮐﻮﭼـﮏ، وزن ﭘـﺎﯾﯿﻦ و ﻧﺤـﻮه ﻗﺮارﮔﯿـﺮي اﻗﺘﻀﺎﯾﯽ ﺑﺎﻋﺚ ﻣﯽ ﺷﻮد ﮐﻪ ﮔﺮه ﻫﺎي ﺣﺴﮕﺮ ﺑﺮاي ﺗﺎﻣﯿﻦ اﻧﺮژي ﻣﺼﺮﻓﯽ ﺧﻮد واﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﺑﺎﺗﺮي ﻫﺎي ﮐﻮﭼـﮏ ﺑﺎﺷـﻨﺪ و ﮐـﺎراﯾﯽ ﺷـﺒﮑﻪ ﻫـﺎي ﺣﺴﮕﺮ ﺑﯽ ﺳﯿﻢ ﺷﺪﯾﺪاً ﺑﻪ ﻃﻮل ﻋﻤﺮ و ﺣﻔﻆ ﭘﻮﺷﺶ ﺷﺒﮑﻪ اي آن ﻫﺎ واﺑﺴﺘﻪ اﺳﺖ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﺗﻤﺎﻣﯽ ﺳﻄﻮح اﯾﻦ ﻧﻮع ﺷﺒﮑﻪ ﻫﺎ ﺑﺎﯾﺪ ﺑﺎ آﮔﺎﻫﯽ از اﻧﺮژي ﻃﺮاﺣﯽ ﺷﻮﻧﺪ. ﯾﮑﯽ از ﻣﻬﻤﺘﺮﯾﻦ ﻣﺴﺎﯾﻞ ﻣﻄﺮح در ﺧﺼﻮص اﯾﻦ ﺷـﺒﮑﻪ ﻫـﺎ، ﻣﺴـﯿﺮﯾﺎﺑﯽ اﺳـﺖ. ﯾﮑـﯽ از ﭘﺮﮐـﺎرﺑﺮدﺗﺮﯾﻦ و ﻣـﻮﺛﺮﺗﺮﯾﻦ روش ﻫﺎي ﻣﺴﯿﺮﯾﺎﺑﯽ، روش ﻫﺎي ﺳﻠﺴﻠﻪ ﻣﺮاﺗﺒﯽ)ﻣﺒﺘﻨﯽ ﺑﺮ ﺧﻮﺷﻪ ﺑﻨﺪي( اﺳﺖ. روش ﻫﺎي ﻣﺒﺘﻨﯽ ﺑﺮ ﺧﻮﺷﻪ ﺑﻨﺪي ﺑﺎ ﺗﻘﺴﯿﻢ ﮔﺮه ﻫـﺎي ﺷـﺒﮑﻪ در ﻗﺎﻟﺐ ﭼﻨﺪﯾﻦ دﺳﺘﻪ ﯾﺎ ﺧﻮﺷﻪ و اﻧﺘﺨﺎب ﯾﮏ ﻧﻤﺎﯾﻨﺪه از ﻫﺮ ﺧﻮﺷﻪ، ﺗﺤﺖ ﻋﻨﻮان ﺳﺮ ﺧﻮﺷﻪ، ﺳﻌﯽ دارﻧﺪ ﺗﻮازن اﻧﺮژي را درﺷـﺒﮑﻪ ﺑﺮﻗـﺮار ﺳﺎزﻧﺪ.ﮔﺮة ﺳﺮﺧﻮﺷﻪ داده ﻫﺎي ارﺳﺎل ﺷﺪه ﺗﻮﺳﻂ ﺳﺎﯾﺮ ﮔﺮه ﻫﺎي ﻋﻀﻮ را درﯾﺎﻓﺖ ﮐـﺮده و ﺑـﺎ اﺳـﺘﻔﺎده از روش ﻫـﺎي ﻣﺨﺘﻠـﻒ )روش ﻫـﺎي ﭘﺮدازش ﺳﯿﮕﻨﺎل ﯾﺎ ﺷﺒﮑﻪ ﻫﺎي ﻋﺼﺒﯽ و...( آن ﻫﺎ را ﻣﺠﺘﻤﻊ ﯾﺎ ﺗﺮﮐﯿﺐ ﮐﺮده و درﻗﺎﻟﺐ ﺑﺴﺘﻪ ﮐﻮﭼﮑﺘﺮي ﺑﻪ اﯾﺴﺘﮕﺎه ﻣﺒﻨﺎ ارﺳﺎل ﻣـﯽ ﮐﻨـﺪ آﻧﭽﻪ در اﮐﺜﺮ روش ﻫﺎي ﺧﻮﺷﻪ ﺑﻨﺪي ﻣﻄﺮح اﺳﺖ آن اﺳﺖ ﮐﻪ ﮔﺮه ﻫﺎي ﺳﺮﺧﻮﺷﻪ اﻧﺘﺨﺎب ﺷﺪه و ﺳﭙﺲ ﮔﺮه ﻫﺎي دﯾﮕﺮ ﺑﺮ اﺳﺎس ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑـﺎ ﺳﺮﺧﻮﺷﻪ ﺑﻪ آن ﻧﺴﺒﺖ داده ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﻫﻤﻮاره ﮔﺮه ﻫﺎي ﻣﺠﺎور ﺻﺮف ﻧﻈﺮ از ﺳﻄﺢ اﻧﺮژي آن ﻫﺎ در ﯾﮏ ﺧﻮﺷﻪ ﻗﺮار ﺧﻮاﻫﻨﺪ ﮔﺮﻓﺖ. در اﯾﻦ ﺗﺤﻘﯿﻖ ﺑﻪ ﻣﺴﺎﻟﮥ ﻣﺴﯿﺮﯾﺎﺑﯽ ﻣﺒﺘﻨﯽ ﺑﺮ ﺧﻮﺷﻪ ﺑﻨﺪي در ﺷﺒﮑﻪ ﻫﺎي ﺣﺴﮕﺮ ﺑﯽ ﺳﯿﻢ ﺑﺎ ﻫﺪف ﮐﺎﻫﺶ ﻣﺼﺮف اﻧﺮژي و ﺣﻔﻆ ﭘﻮﺷﺶ ﺷﺒﮑﻪ اي ﭘﺮداﺧﺘﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺑﺮاي رﺳﯿﺪن ﺑﻪ اﯾﻦ ﻫﺪف، از ﺷﺒﮑﻪ ﻋﺼﺒﯽ ﻧﻘﺸﮥ ﺧﻮدﺳﺎزﻣﺎﻧﺪﻫﯽ)SOM( ﺟﻬﺖ اراﯾﻪ ﭘﺮوﺗﮑﻞ ﺧﻮﺷﻪ ﺑﻨﺪي ﻣﺒﺘﻨﯽ ﺑﺮ اﻧﺮژي اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ. اﯾﻦ ﭘﺮوﺗﮑﻞ ﺟﺪﯾﺪ ﮐﻪ ﭘﺮوﺗﮑﻞ ﺧﻮﺷـﻪ ﺑﻨـﺪي ﻣﺒﺘﻨـﯽ ﺑـﺮ اﻧـﺮژي ﺧﻮدﺳـﺎزﻣﺎﻧﺪه) EBCS( ﻧـﺎم دارد، ﺧﻮﺷﻪ ﺑﻨﺪي را ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺳﻪ ﻣﻌﯿﺎر ﺳﻄﺢ اﻧﺮژي و ﻣﺨﺘﺼﺎت ﻣﮑﺎﻧﯽ )X,Y(ﻫﺮ ﮔﺮه اﻧﺠﺎم ﻣﯽ دﻫﺪ و ﺑﺮﺗﺮي آن از ﻟﺤﺎظ اﻓﺰاﯾﺶ ﻃﻮل ﻋﻤﺮ ﺣﻔﻆ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﭘﻮﺷﺶ ﺷﺒﮑﻪ اي)ﺑﺎ ﺷﺒﯿﻪ ﺳﺎزي( ﺑﻪ اﺛﺒﺎت رﺳﯿﺪه اﺳﺖ