جایگذاری بهینه گره‎های مرجع به منظور مکان‎یابی خودکار گره‎ها در شبکه‎های حسگر بی‎سیم

شبکه‎های حسگر بی‎سیم برای شروع به کار و ارسال اطلاعات دریافتی از محیط، نیاز به اطلاعات اولیه‎ای شامل مکان هر گره دارند. یکی از روش‎هایی که برای قرار دادن یک شبکه حسگر در یک محیط جنگی وجود دارد، پرتاب گره‎ها از هلی کوپتر یا از توپخانه است. در این روش هر گره به صورت تصادفی در یک مکان قرار خواهد گرفت. تجهیز همه گره‎های شبکه به GPS برای داشتن اطلاعات مکانی، هزینه بسیار بالایی خواهد داشت. برای کاهش این هزینه تنها تعدادی از گره‎ها به عنوان گره مرجع  به این سیستم مجهز خواهند شد. با اندازه‎گیری فاصله دو به دو بین گره‎ها (با استفاده از قدرت سیگنال دریافتی) و اطلاعات مکانی گره‎های مرجع، می‎توان با استفاده از الگوریتم انتشار باور به صورت توزیع شده مکان گره‎ها را تخمین زد. از آنجاییکه هزینه پیاده‎سازی گره‎های مرجع بالا بوده، تعداد گره‎های مرجع حائز اهمیت خواهد بود. همچنین مکان قرارگیری گره‎های مرجع تاثیر زیادی بر کاهش خطای اجرای الگوریتم خواهد شد. در این تحقیق با بهره‎گیری از الگوریتم بهینه‎سازی چند هدفه با اهداف کاهش خطا و کاهش تعداد گره‎های مرجع، مکان و تعداد گره‎های مرجع تعیین می گردد. نتایج نشان می دهد استفاده از این روش، تعدادی راه حل متفاوت ارائه کرده که از لحاظ کاهش خطا، کاهش مصرف انرژی در سناریوهای گوناگون از الگوریتم‎های مشابه بهتر عمل خواهد کرد.

Keywords:

Wireless Sensor Networks , Localization , Belief Propagation , Multi-Objective Optimization , شبکه‎های حسگر بی‎سیم , مکان‎یابی , الگوریتم انتشار باور , بهینه‎سازی چندهدفه