بهینه سازی پوشش در شبکه های حسگر بی سیم

Abstract

سال­ها است که شبکه‌های حسگر بی‌سیم برای مشاهده و نظارت بر رخدادها و محیط اطراف به کار گرفته ‌شده‌اند. این شبکه‌ها برای کاربردهای مختلفی از قبیل نظارت بر میدان جنگ، نظارت بر ترافیک، پیگیری یک هدف، نظارت بر آتش‌سوزی جنگل و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند. عملکرد موفقیت‌آمیز شبکه‌های حسگر بی‌سیم، وابسته به پوشش مناسب محیط می‌باشد. میزان پوشش نیز، وابستگی شدیدی به زیرساخت‌ها از جمله تعداد و مکان حسگرهای مورد استفاده برای نظارت بر محیط دارد. بنابراین یک قدم اساسی در مرحله‌ی طراحی شبکه، تعیین استراتژی جانمایی حسگرها می‌باشد. الگوریتم‌های جانمایی زیادی در سال‌های اخیر به منظور حداقل کردن محدودیت‌های شبکه و بهینه نمودن پوشش ارائه شده است؛ اما آنچه که در این مقاله مورد توجه قرارگرفته، استفاده از شکل واقعی محیط در مسأله‌ی جانمایی می‌باشد که در کارهای گذشته کمتر دیده شده است. حسگر‌های استفاده شده در این تحقیق دوربین‌های ویدئویی می‌باشند که با توجه به نحوه‌ی عملکرد آن‌ها مشخص است که برای کشف یک هدف یا رخداد نیاز به دید مستقیم به آن می‌باشد. از طرف دیگر نقاط رؤیت‌پذیر از مکان حسگر‌ها را با استفاده از تحلیل‌های خط دید و Viewshed می‌توان مشخص نمود. بنابراین با تلفیق این تحلیل‌ها و روش‌های جابجایی حسگر‌ها، می‌توان نتایج قابل قبولی را به دست آورد. در واقع هدف ما استفاده از کاربردها، قابلیت‌ها و آنالیزهای GIS در مسأله‌ی جانمایی حسگرها به منظور واقعی‌تر شدن این مسأله و تطابق آن با محیط واقعی می‌باشد. به همین منظور از الگوریتم Minimax که بر اساس دیاگرام ورونوی می‌باشد برای بهینه‌سازی پوشش بر روی یک منطقه‌ی شهری و یک منطقه‌ی طبیعی بدون عوارض استفاده شده که نهایتا منتج به افزایش 12 درصدی پوشش در منطقه‌ی شهری و افزایش 19 درصدی در منطقه‌ی طبیعی گردیده است.که خارج از این چارچوب تهیه شده باشند، معذور است.