عنوان الإطروحه |
Enhanced Wireless Sensor Network Performance by Developing of Cluster Head Selection Algorithm using LEACH Protocol
|
تاريخ مناقشة الاطروحه |
2019-07-30 |
اسم الطالب |
عمر علي قاسم عبدالله
|
المشرف |
خالد محمد عبدالرحمن بطيحة |
|
المشرف المشارك |
|
اعضاء لجنة المناقشة |
| اكرم عارف نايف حمارشة |
| رضوان الدويري |
|
الكلية |
كلية الامير الحسين بن عبدالله لتكنولوجيا المعلومات |
القسم |
علم الحاسوب |
الملخص بالعربية |
شبكة المستشعرات اللاسلكية (WSN) تعرف على انها مجموعه كبيره من المستشعرات الموصوله مع بعضها البعض لإنجاز مهمه محدده مثل جمع المعلومات من الغابات اونظام تتبع كما انه يستخدم في النظام الصحي . هذه المستشعرات تعمل بالبطارية و هذا يشكل العائق الاساسي في هذه الشبكات كون البطاريه الموجوده بالمستشعر لا يمكن اعاده شحنها او تبديلها لان هذه المستشعرات قد تكون في اماكن يصعب الوصول اليها .
أمضى الباحثون في هذا المجال وقتا طويلا في الابحاث وأستخدمو عددا من الطرق لاطاله فترة عمل المستشعرات و ذلك بتوفير الطاقه المستهلكه من البطارية, احد هذه الطرق هو استخدام بروتوكولات العناقيد Protocols) (Clustered مثل بروتوكول التسلسل الهرمي منخفض الطاقة(LEACH), هذا البروتوكول يعمل على تقسيم الشبكه اللاسلكية الى مجموعات وفي كل مجموعه يتم اختيار مستشعررئيسي يكون هو المسؤول عن نقل المعلومات من باقي المستشعرات الى القاعده الرئيسية (Base Station). عملية استقبال المستشعر الرئيسي المعلومات من باقي المستشعرات ومن ثم ارسال هذه المعلومات الى القاعده الرئيسيه يؤدي الى فقدان الطاقة بشكل كبيرمن المستشعر الرئيسي.
في هذه الدراسة تم تطوير خوارزمتين تعتمدان على بروتوكول (LEACH) لاختيار المستشعر الرئيسي (cluster head) , في بروتوكول LEACH حيث يتم تقسيم المستشعرات الى عناقيد و من ثم يختار المستشعر الرئيسي في كل عنقود بغض النظر عن كمية الطاقة المتبقية في البطاريه للمستشعرات او المسافه بين المستشعرات والمستشعر الرئيسي, وهذا يؤدي الى استهلاك الطاقه بشكل كبير مما يؤدي الى استهلاك طاقة المستشعر الرئيسي. في الخوارزميتين المطورتين يتم اختيار مستشعرين رئيسيين بدلا من مستشعر واحد في العنقود.
في الخوارزميه الاولى المطوره يتم اختيار المستشعرين الرئيسيين بالاعتماد على الطاقه المتبقيه في كل مستشعربحيث يتم اختيار المستشعر الأعلى طاقة, والخوارزميه الثانيه يتم اختيارالمستشعريين الرئيسيين بالاعتماد على المسافه الاقل بين المستشعرات و المستشعر الرئيسي بحيث يرسل المستشعر المعلومات المراد ارسالها الى اقرب مستشعر رئيسي.
زيادة عدد المستشعرات الرئيسية يؤدي الى زياده عمر المستشعرات الرئيسية لانه ليس فقط مستشعر واحد يرسل البيانات الى القاعده الرئيسيه بل اصبح هنالك مستشعران و هذا يقلل من كميه المعلومات المرسله من كل مستشعرالى القاعدة الرئيسية.
الخوارزميتان المقترحتان تم تنفيذهما على برمجيةMATLAB حيث تمت التجارب على مساحات مختلفه (100م*100م , 150م*150م , 200م*200م و 300م*300م) مع تثبيت نفس العدد من المستشعرات عند 100 مستشعر, لدراسة التأثيرات اللتي تحدث للطاقه و مقارنتها مع بروتوكول LEACH وبعد اجراء التجارب تبين ان الخوارزميات المقترحه تقلل من الطاقه المستهلكه للمستشعرات مما يؤدي الى زياده عمر النظام.
|
الملخص بالانجليزي |
Wireless Sensor Network (WSN): can be defined as a large group of sensor nodes which are connected together to perform specific task, such as collecting data from jungle, tracking something by GPS, and it has some uses in health care system. Those nodes are powered by batteries and this is considered as one of its disadvantages, of using the sensor network. This is because that battery inside sensors can't be recharged or replaced, and they can be located in spots where it's very difficult to reach them. Researchers, in this field, have spent a lot of time and effort and have tried many methods to overcome the problem of sensors' batteries running of charge, by trying to reduce nodes power consumption. One of the methods used to reduce power consumption in WSN is by using Clustered Routing Protocol, like Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH). This protocol divides WSN into clusters. Then, one head node, from each cluster is selected to receive data from nodes. The cluster node transmits data to the base station (Sink). The process of sending and receiving data leads cluster head to lose its power faster, and here lies the most important challenge in WSN. This study depends on LEACH protocol, and introduces new techniques for selecting cluster head. LEACH protocol divides nodes into clusters, then one cluster head is chosen for each cluster without consideration of remaining power in nodes, or the distance between nodes and cluster head. This can lead nodes to lose its power faster. Technically, we introduced an idea which is for selecting cluster head, instead of selecting one cluster head, we selected two cluster heads for each cluster in both techniques introduced (MAX-ENERGY and MIN-DISTANCE), The first technique depends on the remaining energy for sensor nodes (High Energy) and in the second technique, it depends on the minimum distance between cluster head and other nodes. Increasing number of cluster heads in each cluster can increase the lifetime of the system by reducing transmission load, since two cluster heads instead of one cluster head is used to send and receive traffic. This can make load balance between cluster heads in WSN. The two new techniques implemented uses MATLAB simulator with different size of environment (100m*100m, 150m*150m, 200m*200m and 300m*300m), with the same number of nodes (100 nodes), to study and compare new techniques with LEACH protocol on different sizes of area. After carrying out these new techniques and comparing them with LEACH, we found that the new techniques reduced power consumption of nodes and increased lifetime for the entire system |
رقم ISN |
6172 |
|
للحصول على الرسالة كملف يرجى تزويد المكتبة برقم ISN
|
|