طراحی مسیرچندپهپاد با هدف بهره وری انرژی در رایانشی لبه چند دسترسی سیار

از پهپادها به عنوان سرویس دهنده لبه سیار جهت پردازش و انتقال داده می توان استفاده کرد که در شرایط بحرانی مثل حوادث غیرمترقبه، به ویژه در مناطق دوردست می تواند مورد استفاده قرار بگیرد. با توسعه رایانش لبه، اینترنت اشیاء با حجم زیادی از داده روبروست که نیازمند بهره وری انرژی است. فرضیه مورد تحقیق این مقاله این است که بهینه سازی مسیر طولانی این پهپادها برای جمع آوری اطلاعات با استفاده از تکنیک اتصال به چندین پهپاد به جای قرار دادن سرویس دهنده های لبه بر ایستگاه های ثابت، می تواند منجر به پیدا کردن نقطه بهینه مصرف انرژی شود. در این مقاله، ابتدا مدلی برای استفاده از چند پهپاد به عنوان سرویس دهنده لبه سیار جهت پردازش داده های دستگاه های اینترنت اشیاء پیشنهاد می کنیم، و سپس رویکردی جدید برای طراحی مسیر اولیه پهپاد با تکنیک مسئله فروشنده دوره گرد چندگانه ارائه می دهیم. به این منظور و باتوجه به این نکته که مسئله فروشنده دوره گرد چندگانه راه حلی از مرتبه چندجمله ای ندارد، مسیر حرکت پهپاد را با استفاده از الگوریتم ژنتیک حل می کنیم. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که افزایش تعداد پهپادها به طور قابل توجهی کارایی انرژی را فراتر از یک نقطه مشخص بهبود نمی بخشد. به طور خاص، مسیر بهینه برای دو پهپاد پس از ۱۵۰ تکرار الگوریتم ژنتیک به دست می آید، در حالی که پنج پهپاد می توانند تنها پس از ۵۰ تکرار به همان نتیجه دست پیدا کنند. فراتر از این نقطه، افزایش تعداد پهپادها منجر به بهبود قابل توجهی در بهره وری انرژی نشد که این همان آستانه مطلوب است. بنابراین، این مطالعه نتیجه می گیرد که تنها با استفاده از پنج پهپاد می توان به ۶۰ دستگاه اینترنت اشیاء به طور موثر خدمت رسانی کرد و در مصرف انرژی صرفه جویی کرد. این تحقیق روش های کارآمدی را برای تسهیل تحقیقات بیشتر در زمینه بهره وری انرژی در شبکه های ارتباطی به کمک پهپاد ارائه می کند.

Keywords:

اینترنت اشیاء , بهره وری انرژی. پهپاد , جمعآوری داده , رایانش لبە سیار