ارائه یک الگوریتم متمرکز مبتنی بر نمودار ورونوی برای تشخیص حفره در شبکه های حسگر بی سیم

Abstract

یکی از چالش‌های مهم در شبکه‌های حسگر بی‌سیم، تشخیص و محاسبه مساحت حفره‌ها در محیط می‌باشد. حفره‌ها‌ به دلایل مختلفی از جمله مرگ تصادفی حسگرها، انفجار در محیط و یا تمام شدن انرژی حسگرها در شبکه‌های حسگر بی-سیم ایجاد می‌گردند و وظیفه نظارتی شبکه‌های حسگر بی‌سیم را مختل می‌کنند. زمانی که حسگرها به صورت تصادفی در مناطقی مانند جنگل‌های متراکم و زمین‌های ناهموار قرار می‌گیرند، تشخیص حفره به صورت دستی در محیط امکان-پذیر نیست. به همین دلایل هدف ما در این مقاله ارائه یک الگوریتم متمرکز برای تشخیص و محاسبه مساحت حفره‌ها در محیط، با استفاده از رویکردهای هندسه محاسباتی است. ما در این مقاله مسئله تشخیص حفره را با در نظر گرفتن دو حالت بررسی می‌کنیم: 1- هنگامی که محیط شامل مانع نباشد و فقط مجموعه‌ای از حسگرها با شعاع متفاوت در محیط قرار گرفته باشند. 2- علاوه بر حسگرهای موجود در محیط، ناحیه موردنظر شامل مجموعه‌ای از موانع نیز باشد. در هر دو حالت الگوریتم‌های کارآیی ارائه داده و با استفاده از رویکردهای هندسه محاسباتی بعد از تشخیص حفـره‌های موجود در محیط، مساحت هر حفره را همراه با یال‌های مرزی به صورت دقیق گزارش می‌کنیم. پیچیدگی الگوریتم در حالت بدون مانع O(n 〖log〗^2 n) و در حالت با مانع O(n 〖log〗^2 n+nm^2) است و نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان می‌دهد که الگوریتم‌های ارائه شده حفره‌های موجود در محیط را به درستی تشخیص می‌دهند. در نتیجه، ما الگوریتم ارائه شده در حالت (1) را با یکی از الگوریتم‌های جدید ارائه شده مقایسه می‌کنیم. نتایج حاصل از شبیه-سازی کارا و دقیق بودن الگوریتم ما را نشان می‌دهد.