طراحي كارآمد توپولوژي شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم: جايگذاري گره‌ها و ترميم حفره‌هاي پوششي شبكه با استفاده از منطق فازي

Efficient Design of Wireless Sensor Networks Topology: Nodes deployment and repair of network coverage holes by using Fuzzy Logic

يكي از چالش هاي مهم در طراحي شبكه‌هاي حسگر بيسيم و موثر بر كارايي آنها، نحوه جايگذاري و آرايش حسگرها (WSN Deployment) است. زيرا همپوشاني پوششي (Coverage Overlapping) گره ها و برعكس ايجاد حفره هاي پوششي ((Hole Coverage در توپولوژي آنها مي تواند به شدت كارايي شبكه و نيز طول عمر آن را كاهش دهد. اين مقاله يك روش جديد و موثر توزيعي جهت تعمير حفره‌هاي پوششي پيشنهاد مي كند كه اساس كار آن مبتني بر ميزان تراكم گره‌ها (Node Density) پس از جايگذاري تصادفي گره‌ها مي باشد. الگوريتم پيشنهاد شده، ( Fuzzy Hole Repair Algorithm (FHORA، قابليت محدود گره ها در جابجايي را درنظر مي‌گيرد و مي تواند گره‌هاي متحرك مناسب را براساس درجه همپوشاني پوششي آنها با استفاده از يك مدل فازي انتخاب كند. براي تعمير حفره‌هاي پوششي، گره‌هاي با تراكم بالا و انرژي كافي جابجا مي‌شوند تا تراكم يكنواخت شبكه‌اي را بدون افزايش درجه پوششي همسايه‌هاي گره متحرك برقرار نمايند. نتايج شبيه‌سازي نشان مي دهد كه جابجايي گره‌ها در روش پيشنهادي در مقايسه با پروتكل‌هاي مشابه كمتر است. بعلاوه با اين روش مي توان مقدار قابل توجهي از همپوشاني پوششي را به حداقل رسانده و درصد پوشش‌دهي حفر‌ ها را نيز حداكثر نمود.

Deployment method and arrangement of WSN deployment isone of the major challenges in designing wireless sensor networks and effective in their performance. Because coverage overlapping of nodes and on the contrary, development of hole coverage in their topology can result in decreasing strongly network efficiency & its length of life. This article offers a new & efficient distributive method for repairing hole coverage, whose work is based on node density after random deployment of nodes. The proposed algorithm (FHORA: Fuzzy Hole Repair Algorithm) considers limited ability of nodes in movement and can choose suitable mobile nodes according to their degree of coverage overlapping by using a fuzzy model. For repairing holecoverage, nodes move with high density & enough energy so that they can set network uniform density without increasing coverage degree of mobile node neighbors. The simulation results show that nodes movement in proposed method is less compared with the same protocol. Moreover; by this method, a significant amount of coverage overlapping can be minimized &the percent of coverage holes can be maximized.