سینک متحرک - چاهک متحرک - استفاده از سینکهای ثابت چندگانه و سینک متحرک
استفاده از سینکهای ثابت چندگانه
استفاده از سینک های ثابت چندگانه، بهعنوان یک رویکرد برای مبارزه با پدیده نقطه داغ مطرح شده است (کلانتری و شایمن[1]، 2006؛ مین و همکاران[2]، 2007؛ وان و همکاران[3]، 2005). فرض میکنیم که سینکها به صورت استراتژیک درمیان شبکه توزیع شدهاند و حسگرها دادههای جمعآوری شده خود را به نزدیکترین سینک ارسال میکنند. بهطور خاص، در حضور سینکهای چندگانه ثابت، هر سینک و همچنین همسایگان یکگام آن تنها کسری از بار ترافیکی سراسری را دریافت میکنند. این، در نتیجه میتواند احتمال ازدحام شبکه و/یا خرابی گره مجزا را کاهش دهد.
البته باید آگاه بود که، استراتژی سینک چندگانه تنها یک دفاع جزئی درمقابل پدیده نقطه داغ را فراهم میکند. از آنجاییکه گرههای قرار گرفته در مجاورت هر سینک انرژی خود را سریعتر از سایر گرهها مصرف میکنند، خان مجید و همکاران، (2007)، از این رو در یک شبکه با ترافیک شدید و تعداد نسبتاً کمی سینک، انزوای گرههای سینک و تقسیم[4] ناحیه حسگری هنوز هم محتمل است، درست مانند سناریوهای سینک واحد. اینجا، همچنین شایان ذکر است که اثربخشی استراتژی سینک چندگانه میتواند عموماً با افزایش تعداد سینکهای مستقر شده، بهبود یابد. با این وجود، محدودیتهای بودجهبندی کاربردهای دنیای واقعی تر، ممکن است اجازه سفارش یک تعداد (خیلی) محدود از ایستگاههای سینک را بدهند، که اثربخشی سراسری استراتژی سینک چندگانه را کاهش میدهد.
استفاده از یک سینک متحرک
ایده استفاده از یک سینک متحرک بهجای سینک ثابت بعنوان یک دفاع در برابر مسئله نقطه داغ کاملاً واضح است: تغییر پیوسته مکان اقامت سینک دلالت بر تغییر همسایگی یک گام سینک دارد، و اینچنین میتواند از اینکه هر گروه مشخصی از گرهها در معرض باری بالاتر از بار دیگران قرار گیرند، جلوگیری کند. البته، اثربخشی واقعی استقرار یک سینک متحرک نهایتاً توسط شکل مسیرحرکت سینک شناسایی میشود. واضح است که مسیرحرکتهای متنوعتر میتواند برای تعدیل بار بهتر و در نتیجه موثرتر بودن در مقابل پدیده نقطه داغ، مورد انتظار باشد (ناتالیجا و همکاران، 2010).
اخیراً نشان داده شده است که تحرک سینک میتواند به صورت موثری طول عمر شبکه را بدون اینکه تأثیرات منفی فوقالذکر را روی شبکه سبب گردد، بهبود ببخشد(هاشیش و کارموچ[5]، 2009؛ بی و همکاران[6]، 2009؛ موسانیف و همکاران[7]، 2010؛ ژائو و همکاران[8]، 2012) دلیل روشن است: نظر به اینکه سینکها حرکت میکنند، نقش نقطهی داغ بین حسگرها میچرخد، و مصرف انرژی تعدیلشده را نتیجه میدهد.
مسیرحرکت سینک متحرک
مسیرحرکت سینک متحرک، به مسیر فیزیکی که یک سینک متحرک درحین حرکت در میدان شبکه دنبال خواهد کرد، اطلاق میشود. انواع مسیرهای حرکت سینک متحرک که عموماً در آثار علمی مورد مطالعه قرار گرفته است، عبارتند از: تصادفی، قابل پیشبینی یا ثابت، کنترلشده یا بهینه. شایان ذکر است که نوع مسیرحرکت سینک و مدل تحویل داده استقرار یافته در یک شبکه حسگر بیسیم مستقیماً مرتبط یا محدود شده توسط یکدیگر، نیستند (ناتالیجا و همکاران، 2010).
2-8- بیان مسئله
همانطور که در مطالب قبلی همین فصل ذکر شد، یکی از معایب استفاده از سینک متحرک افزایش تأخیر تحویل دادهها توسط حسگرها به سینک میباشد. در این صورت به منظور کوتاه کردن مسیر حرکت سینک، یا در هر دور جمعآوری داده سینک باید از دادهی برخی حسگرها چشم پوشی کند و یا، شبکه خوشه بندی شده و حسگرها بستههای خود را به سرخوشه تحویل میدهند(ارسال چندگامی محدود شده). سینک نیز به جای قرار گرفتن در محدودهی تک گامی تمام گرهها در هر دور فقط سر خوشهها را ملاقات کرده و دادهی آنها را جمعآوری مینماید. اما در این مورد نیز نیاز به وجود روشی جامع برای انتخاب بهترین سر خوشهها، که از هر لحاظ واجد شرایط باشند، و یافتن کوتاهترین مسیری که از محل قرار گیری آنها میگذرد، هنوز چالش برانگیز است. زیرا در این راهکار سرخوشه از نظر انرژی در تنگنا قرار داشته و در صورتی که گرهی مناسبی برای این مسئولیت انتخاب نشود، خود باعث کوتاهتر شدن طول عمر شبکه و عدم جمعآوری مناسب دادهها در شبکه میشود.
با این حال با توجه به مشکلات و روشهای ارائه شده برای حل آنها، هیچ یک از تحقیقات موجود دو هدف مطرح شده را به صورت همزمان در نظر نگرفتهاند. و هرکدام سعی در حل یکی از مشکلات بدون توجه به تأثیر دیگری داشتهاند.
در این پروژه سعی شده تا با طرح این مشکل به صورت یک مسئله بهینه سازی چندهدفه، با محدود کردن تعداد گامهایی که بسته تا سرخوشه میپیماید، حسگری را به عنوان سرخوشه انتخاب کنیم که علاوه بر دارا بودن شرایط کافی از نظر انرژی باقیمانده و توانایی جمع آوری دادههای حسگرهای بیشتری در شبکه، بهترین انتخاب برای ایجاد مسیر بهینه برای سینک باشد، تا با استفاده از آن علاوه بر افزایش نرخ جمعآوری داده و طول عمر در شبکه، مسیر حرکت سینک را نیز بهینه سازیم. با توجه به مطالب عنوان شده فرضیات خود را می توانیم به صورت زیر بیان نماییم:
1- با بهینه سازی همزمان مسیر حرکت سینک و خوشه بندی می توان انرژی مصرفی شبکه را کاهش داد.
1- انتخاب کوتاهترین مسیر برای حرکت سینک تأخیر جمع آوری دادهها را کاهش میدهد.
