عنوان ترجمه شده مقاله: خوشه بندی انرژی های خنثی برای برداشت انرژی شبکه های حسگر بی سیم

For wireless sensor networks with energy harvesting capabilities, it is possible to achieve perpetual network operation by maintaining every sensor in the network in an Energy Neutral state. In this paper, a distributive Energy Neutral Clustering (ENC) protocol is proposed to group the network into several clusters, with the goal of providing perpetual network operation. ENC employs a novel Cluster Head Group (CHG) mechanism that allows a cluster to use multiple cluster heads to share heavy traffic load. This CHG mechanism can help to reduce the frequency of cluster re-formations, which in turn reduces the control message overhead. The optimum number of clusters that maximizes the amount of information gathered from the network is mathematically derived using convex optimization techniques. Based on this optimum number of clusters, an extension to ENC is proposed to group the network into equal sized clusters so that maximized network information gathering can be achieved. Extensive empirical studies show that our proposed protocol can successfully prevent sensors from shutting down due to the excessive usage of energy, which in turn provides perpetual network operation with consistent data delivery. Substantial improvements on the amount of information gathered from the network can also be achieved by using our proposed protocol as compared to traditional clustering Protocols

چکیده

برای شبکه های حسگر بی سیم با قابلیت های برداشت انرژی، امکانی را برای رسیدن به عملکرد دائمی شبکه با حفظ حالت خنثای انرژی در هر حسگری در شبکه به وجود می آورد. در این مقاله، یک پروتکل خوشه بندی انرژی های خنثی (ENC) توزیع شده برای گروه بندی شبکه به چند خوشه، با هدف ارائه عملیات شبکه دائمی، پیشنهاد شده است. ENC یک مکانیسم گروه سر خوشه (CHG) جدید بکار برده است که به یک خوشه اجازه می دهد تا از سر خوشه های متعدد برای به اشتراک گذاشتن بار سنگین ترافیک استفاده کند. این مکانیزم CHG می تواند به کاهش بسامد اصلاحات خوشه کمک کند، که به نوبه خود باعث کاهش سربار پیام کنترلی می شود. تعداد بهینه خوشه ها که مقدار اطلاعات جمع آوری شده از شبکه را به حداکثر می رساند، به صورت ریاضی با استفاده از تکنیک های بهینه سازی محدب، استخراج می شوند. بر اساس این تعداد بهینه خوشه، توسعه برای ENC برای گروه بندی شبکه به خوشه هایی با اندازه مساوی پیشنهاد شده است به طوری که حداکثر اطلاعات جمع آوری شده شبکه را می توان به دست آورد. مطالعات تجربی گسترده نشان می دهد که پروتکل پیشنهادی ما می تواند با موفقیت از خاموش شدن به منظور استفاده بیش از حد از انرژی از حسگرها جلوگیری کند، که به نوبه خود، عملکرد شبکه دائمی را با تحویل سازگار داده فراهم می کند. بهبودهای قابل توجه در مقدار اطلاعات جمع آوری شده شبکه همچنین می تواند با استفاده از پروتکل پیشنهادی ما در مقایسه با پروتکل های خوشه بندی سنتی به دست آید.

1-مقدمه

حسگرهای بی سیم به طور گسترده ای در برنامه های کاربردی مانند ناظر میدان و ردیابی هدف مورد استفاده قرار گرفته اند [1]. این حسگرها می توانند اطلاعات حس شده از محیط پیرامون را جمع آوری کرده و اطلاعات را به/از حسگرهای همسایه انتقال دهند/دریافت کنند. با تشکیل شبکه ها با استفاده از تعداد زیادی حسگر، اطلاعات جمع آوری شده توسط این حسگرها می توانند به یک یا چند مقصد برای تحلیل های بیشتر، روت شوند...