دانلود رایگان ترجمه مقاله برنامه های کاربردی اینترنت اشیا در شهر هوشمند (آی تریپل ای ۲۰۱۶)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

مرحله ۱: شناسایی تجمع گره (AN)
الزامات:
۱) گره‌های حسگر قادر به گرفتن تصمیمات مسیریابی براساس پیام‌های سطح برنامه هستند.
۲) هر پرس و جو تولید شده از رجیستری ETL باید به گره ریشه فرستاده شود در غیر این صورت به عنوان گره همزمانی در WSN نامیده می‌شود.
مراحل:
۱٫ پیام پرس و جو ساخته شده توسط کپسوله‌سازی پرس و جو و ID پرس و جو خود (به صورت خودکار)، به شبکه WSN توسط گره ریشه فرستاده می‌شود.
۲٫ در شبکه، خوشه تشکیل شده براساس هر کدام از گره‌ها، دانسته‎های خود را برای پرس و جو ارسال می‌کند و به‌عنوان عضوی از کلاستر برای ID پرس و جو خاص مشخص می‌کند.
۳٫ سپس عامل CL_factor در داخل خوشه برای انتخاب گره AN مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مرحله ۲: تجمع داده
۱٫ گره ریشه سیگنال تجمع داده را به گره‌های هدف می‌فرستد.
۲٫ گره‌های هدف ارسال داده برای یک دوره خاص را آغاز می‌کند.
۳٫ به هنگام عبور داده‌ها از گره AN، تجمع داده در لایه شبکه جای می‌گیرد. در روش ما تجمع داده در لایه شبکه به خودی خود و بدون نیاز به ارسال بسته اطلاعاتی به لایه کاربرد جای می‌گیرد. این فرایند در شکل ۳ نشان داده شده است.
۴٫ هنگامی که دوره جستجو منقضی شد AN که قبلا شناسایی شده است حذف شده و خوشه تازه همراه با AN برای هر گونه نمایش جدید داده تشکیل شده است.
یک سناریو را در نظر بگیرید که در آن ETL یک درخواست “SELECT دما از سنسور که در آن طبقه = ۳ برای ۱۰ ثانیه ” مطرح می‌کند [۱۳]. در این مورد رویکرد ما یک پرس و جو مطرح می‌کند و گره‌های منبع هدف شناسایی می‌شود. سپس خوشه و AN همانطور که در مرحله ۱ توضیح داده شده تشکیل می‌شود. این گره AN فقط برای این پرس و جو خاص است. برای جستجوهای مختلف گره منبع متفاوتی می‌‌تواند وجود داشته باشد و در نتیجه ANهای متفاوتی می‌تواند مشخص شود. لایه شبکه پرس و جو با شناسه جستجوهای مربوطه را در همکاری با لایه کاربردی شناسایی می‌کند، در نتیجه از ANهای مختلفی برای پرس وجو استفاده می‎‌شود. رویکرد فعلی می‌تواند با داشتن یک مکانیزم ذخیره‌سازیبهبود یابد و به عنوان کار آینده که در محدوده این مقاله نیست مطرح است.

۴٫ شبیه‌سازی
الف) تشکیل خوشه در شبکه:
منطقه شبکه به سلول‌های مبتنی بر اندازه شبکه از نظر ارتفاع و عرض و دامنه ارتباطات تقسیم می‌شود. هر سلول به یک شناسه اختصاص داده شده و به عنوان یک خوشه تشکیل شده است. هر خوشه برخی از اعضای خوشه را برای تشکیل خوشه در بر دارد. سپس عضو خوشه، داده را به سرخوشه می‌فرستد. پس از جمع‌آوری داده‌های دریافت شده، سرخوشه داده را برای همزمانی ارسال می‌کند. روش پیشنهادی انتخاب سرخوشه طرح متفاوتی از طرح‌های موجود است.

ب) EECP (پروتکل خوشه‌بندی با انرژی کارآمد) براساس انتخاب سرخوشه و جمع‌آوری داده‌ها:
روند انتخاب سرخوشه براساس Energy_factor انجام می‌گیرد که نسبت انرژی باقی‌مانده و انرژی اولیه از اعضای خوشه است. عضوی از خوشه با بالاترین Energy_factor به‌عنوان سرخوشه انتخاب می‌شود. پس از انتخاب سرخوشه، تمام اعضای خوشه اطلاعات خود را به سرخوشه مربوطه خود ارسال می‌کنند. سپس، سرخوشه جمع‌آوری داده‌ها را انجام می‌دهد. داده‌های جمع‌آوری شده از سر خوشه برای همزمانی از طریق روتر ارسال می‌شوند.

ج) روش پیشنهادی انتخاب سرخوشه مبتنی بر CLCP و جمع‌آوری داده‌ها:
روند انتخاب سرخوشه براساس CL_factor انجام می‌شود که دو پارامتر دارد؛ انرژی باقی‌مانده و فاصله متوسط از اعضای خوشه. عضوی از خوشه با بالاترین CL_factor به‌عنوان سرخوشه انتخاب می‌شود.
با ادغام داده‌ها: پس از انتخاب سرخوشه، همه اعضای خوشه داده‌ها را به سرخوشه، که مسئول جمع‌آوری داده‌ها است ارسال می‌کنند. سپس داده‌های جمع‌آوری شده از سرخوشه برای همزمانی از طریق روتر فرستاده می‌شود.
بدون ادغام داده‌ها: پس از انتخاب سرخوشه، سرخوشه داده‌ای را که از اعضای خوشه دریافت کرده، بدون جمع‌آوری داده‌ها انتقال می‌دهد. سپس داده از سر خوشه برای همزمانی از طریق روتر ارسال می‌شود.
شبیه‌‎ساز NS2 برای شبیه‌سازی محیط و تجزیه و تحلیل اثر استفاده از روش CLCP مورد استفاده قرار می‌گیرد. گره‌ها در یک منطقه ۶۰۰*۶۰۰متر توزیع شده‌اند. گره‌های مختلفی که برای ارسال داده از یک منبع به گره همزمانی استفاده می‌شوند با صفر نامگذاری می‌شوند. سناریو شبیه‌سازی یکسانی با CLCP-withaggregation، CLCP-بدون-تجمع و روش EECP برای مقایسه تعداد دور متفاوت استفاده می‌شود. در مجموع ۵ شبیه‌سازی برای ۵ سناریو با تعداد دور متفاوت (هر ۱۵ ثانیه)، باعنوان ۱، ۲، ۳، ۴ و ۵ انجام می‌شود. با استفاده از سرخوشه، گره‌ها، همانطور که در شکل ۴ نشان داده شده است با هم به صورت خوشه گره‌بندی می‌شوند.

د) انرژی باقی‌مانده واقعی
شکل ۵ تاثیر انرژی باقی‌مانده با توجه به CLCP را با و بدون تجمع و EECP نشان می‌دهد. این کاهش در انرژی به دلیل استفاده از انرژی برای انتقال داده‌ها در هر دور است.
CLCP، با یا بدون تجمع، دستیابی افزایش انرژی باقی مانده واقعی زمانی به EECP مقایسه شده است.

ه) توان
شکل ۶ تاثیر توان با توجه به مواد و روش‌های مختلف را نشان می‌دهد.
هنگامی که تعداد دور افزایش توان عملیاتی است کاهش. CLCP بدون تجمع رسیدن بهتر توان زمانی که به CLCP با تجمع در مقایسه همچنین روش EECP است.

و) تاخیر
شکل ۷ تاثیر تاخیر با توجه به CLCP با و بدون روش‌های تجمع و EECP را نشان می‌دهد.
هنگامی که تعداد دور افزایش می‌یابد، تاخیر نیز افزایش یافته و CLCP بدون وجود تجمع در مقایسه با CLCP با وجود تجمع به کمترین تاخیر خود دست می‌یابد.