The prodigious rise in consumer electronics and advanced low-cost manufacturing techniques have increased the human-device interaction in daily life. This interaction has led researches on the concept of Internet of Things (IoT) to raise the quality of life in all manner. However, communication between these “things” reduces their lifetimes because of the battery limitation. Due to this reason, energy efficiency has became one of the most important challenge in IoT. In many recent studies, even though this main challenge has been addressed with different aspects, most of all these solutions have compromised the coverage area for energy efficiency. Beside coverage losses, most of the proposed frameworks demand human control and interaction during fail recovery. The energy efficiency and minimization of human interactions should be handled simultaneously in IoT frameworks for more effective deployments. Additionally, the total covered area, distribution of devices and the distribution of events have to be taken into account to successfully manage the network. Having this motivation, we propose an energy efficient Self-Organized Things framework, SoT. The proposed SoT uses an optimization procedure in order to minimize the overall energy consumption of the things, while stabilizing the total coverage area. Moreover, the human dependency is overcomed in SoT by re-defining the next generation self-configuration, self-optimization and self-healing procedures of self-organizing network structure of Long-Term Evaluation (LTE) systems. In this self-management process of the SoT, specific spatial distributions of devices and intersections of their coverage areas are also analytically derived. Here the spatial distribution is used to determine the distribution of the active things in 2D space. To increase the efficiency, the remote devices are activated and the event observation rate is maximized. By definition the “event” is a special attribute that the things are observing. In addition to spatial distribution in SoT, a conflict parameter, that calculates the intersection of devices’ coverage areas, is also proposed to enlarge the coverage area. Using this conflict parameter, the selection of overlapping things is prevented and the actual covered area is maximized. By increasing the actual covered area, the probability of observing an event is increased. Consequently, the performance of the proposed SoT framework is measured in terms of the total covered area per energy and network’s lifetime. The through evaluation results verify that proposed framework increases the lifetime of network 150%

چکیده

افزایش شگفت انگیز مصرف برق و پیشرفت تکنیک های ساخت و تولید ارزان قیمت، موجب افزایش تعامل انسان_ماشین در زندگی روزمره شده است. این تعامل منجر به انجام تحقیقاتی در مورد مفاهیم شبکه داخلی اشیا (IoT) برای افزایش کیفیت همه جانبه زندگی شده است. هرچند، به دلیل محدود یت باتری،ارتباط بین این "چیزها" منجر به کاهش طول عمر آنها می شود. به این دلیل، یکی از مهمترین چالش های امروز اثربخشی انرژی می باشد. در بسیاری از تحقیقات اخیر، این چالش مهم از جنبه های مختلف بررسی شده است، بیشتر این راه حلها شامل اثربخشی انرژی می باشند. در کنار اتلاف پوشش، بیشتر قالبها خواهان کنترل انسانی و تعاملات در طول احیا ناقص می باشند. برای آرایش موثر، اثربخشی انرژی و مینیم سازی تعامل های انسانی باید در ساختار IoT به طور همزمان انجام شود. بعلاوه، برای مدیریت موفق شبکه ها، کل حوزه های پوشش یافته، توزیع وسایل و توزیع رویدادها باید در نظر گرفته شوند. با این انگیزه، قالب اشیا خودسازمانده (SoT) دارای اثر بخشی انرژی ارائه شده است. در SoT ارائه شده از یک رویه بهینه سازی برای مینیمم کردن کل انرژی مصرفی اشیا استفاده شد، به طوری که موجب تثبیت کل حوزه های پوشش یافته می شود. علاوه برآن، بستگی انسانی در SoT، به وسیله تعریف مجدد نسل آینده خود پیکره بند، فرایندهای خود بهینه ساز و خود ترمیم از ساختار شبکه ای خود سازمانده، از نظر سیستم های ارزیابی بلند مدت (LTE) پیروز می شود. در فرایند خود مدیریتی SoT، توزیع خاص وسایل و تعامل حوزه های تحت پوشش آنها به طور تحلیلی مشتق می شود. از توزیع خاص برای تعیین توزیع اشیا فعال در فضای دو بعدی استفاده می شود. برای افزایش اثربخشی، اشیا پرت فعال شده و نرخ مشاهده رویداد ماکزیمم می شود. تعریف "رویداد" به این صورت می باشد: "صفت مشخصی است که به وسیله اشیا مشاهده می شود". علاوه بر توزع خاص در SoT، پارامترهای ناسازگار محاسبه کننده ناسازگاری حوزه تحت پوشش وسایل، برای بسط حوزه های پوشش ارائه می شود. با استفاده از پارامتر ناسازگای، مانع از انتخاب "اشیا" مشترک شده و حوزه های واقعا پوشش یافته ماکزیمم می شوند. با افزایش حوزه های واقعا پوشش یافته، احتمال مشاهده یک رویداد افزایش می یابد. متناوبا، عملکرد ساختار SoT ارائه شده برحسب کل حوزه های پوشش یافته، به وسیله انرژی و طول عمر شبکه اندازه گیری می شود. با ارزیابی نتایج، افزایش 150% عمر شبکه با استفاده از ساختار پیشنهادی تصدیق می شود.

1-مقدمه

در طی دهه های اخیر،با افزاش توانمندی های تکنولوژی وسایل الکترونیکی تجاری، قیمت ها ارزانتر می شوند. این بهبود تکنولوژیک و اقتصادی به افزایش زیادی در تعداد وسایل الکترونی کوچک دارای توانمندی برقراری ارتباط (مفهوم شبکه داخلی اشیا)، به عنوان ساختاری امید بخش منجر شده است...