Journal of Geomatics Science and Technology

fa ارائه یک روش ترکیبی به منظور پوشش حفره های ایجاد شده در شبکه حسگر بی سیم An Integrated Method for Covering Holes in Wireless Sensor Networks سامانه های اطلاعات مکانی GIS پژوهشي Research <div style="text-align: justify;"><span style="font-family:b nazanin;"><span style="font-size:11.0pt;">شبکه حسگر بیسیم، از تعداد زیادی گرههای حسگر که به صورت یکنواخت و یا غیریکنواخت درون ناحیه مورد نظر مستقر شدهاند، تشکیل شده و قابلیت موثری در نظارت پدیدههای محیطی همچون آتشسوزی جنگلها، پایش نشت مواد آلاینده و همچنین در امور مدیریتی و صنعتی دارد. در یک شبکه حسگر بیسیم، گرههای حسگر به منظور تشخیص پدیدهها سراسر منطقه مورد نظر پراکنده میشوند. بنابراین پوشش سراسری منطقه به وسیله گرههای حسگر، در کسب اطلاعات بسیار موثر است. با این حال حفرههای پوششی بنابر دلایل مختلفی از جمله توزیع غیریکنواخت حسگرها، خرابی گرهها و اتلاف انرژی آنها در منطقه مورد مطالعه ظاهر میشوند. مطالعه حاضر بر تعیین موقعیت حسگرهای جدید به منظور پوشش حفرهها و دستیابی به پوشش سراسری در شبکه حسگر بیسیم تمرکز دارد. برای این منظور، عملکرد روش درختمبنا در افزودن حسگرهای جدید در شبکه حسگرهای بیسیم مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان میدهد با وجود عملکرد کلی قابل قبول این روش، در مواجهه با برخی آرایشهای خاص از حسگرها کارایی مناسبی ندارد، که دلیل عمده آن، عدم توجه به موقعیت حسگرهای موجود در هنگام اضافه کردن حسگرهای جدید است. از این رو در روش ترکیبی پیشنهادی، روش درختمبنا به گونهای بهبود یافته که توانایی پوشش مناسب حفرهها با ابعاد و اشکال مختلف را دارا میباشد. نتایج به دست آمده نشاندهنده عملکرد بهتر روش ترکیبی نسبت به روش درخت میباشد، زیرا در تعداد تکرار کمتر و با اضافه نمودن حسگرهای کمتر قادر به ایجاد پوشش سراسری در منطقه مورد نظر میباشد.</span></span></div> <div style="text-align: justify;">A Wireless Sensor Network (WSN) is composed of sensor nodes that are located within a certain target region, which are capable of monitoring different environmental phenomena such as forest fires detection, leakage pollutants, etc. In a WSN, sensor nodes are distributed across the Region of Interest (ROI). The overall coverage of the region covered by sensor nodes directly influences the efficiency of the network in obtaining useful information. Establishing global coverage in the network using the least number of sensor nodes plays a very important role in reduction of the costs associated with the wireless sensor network. However, coverage holes appear in the study region due to various reasons, such as non-uniform distribution of sensors, node failure and energy dissipation.<br> Existing methods to heal the holes in the study area are generally divided into global and local methods. In global methods, prior to distribution of sensor nodes in the desired region, the optimal position of the nodes in order to avoid the occurrence of coverage holes is determined using optimization functions. In local methods, on the other hand, after primary distribution of the sensor nodes in the region, coverage holes are detected and the sensors are then moved locally in order to cover the detected coverage holes. The latter methods are mostly designed based on geometrical structures such as Delauney triangulation and Vorosnoi diagrams.<br> This present study focuses on determining optimal locations in order to achieve global coverage in a wireless sensor network. For this purpose, the performance of an existing local method, called tree-based method, in adding new sensors in a wireless sensor network has been evaluated. The results show that, despite the generally acceptable performance of this method, it does not work well in some special configurations of sensors, which is mainly due to lack of attention to the position of the sensors when the sensors are added. Therefore, by combining the tree-base method with a proposed method, called center of gravity method, the results are improved so that it has the ability to properly cover the holes with different sizes and geometrical shapes. Moreover, in the proposed method, before identifying the coverage holes in the area, an improvement phase is applied to improve the configuration of existing sensors after they are randomly distributed in the target area. Here, nearby sensors are moved away in order to prevent the occurrence of large scale coverage holes as well as prevent overlapping coverage of the sensor nodes. Therefore, this phase has an effective operation in creating optimal coverage in the area. Moreover, the results show that the combined method has a better performance compare to the tree-base method, because it covers the region in less iterations and less number of new sensors.</div> شبکه حسگر بی سیم, توزیع غیریکنواخت, حفره های پوششی, پوشش سراسری, روش درخت مبنا - 225 234 http://jgst.issgeac.ir/browse.php?a_code=A-10-100-6&slc_lang=fa&sid=1 M. Ghanbari مرجان قنبری marjan.ghanbari.1126@gmail.com 10031947532846005710 10031947532846005710 Yes دانشگاه تحصیلات تکمیلی F. Karimipour فرید کریمی پور fkarimipour@ut.ac.ir 10031947532846005711 10031947532846005711 No دانشگاه تهران A. Esmaeili علی اسماعیلی aliesmaeily@kgut.ac.ir 10031947532846005712 10031947532846005712 No دانشگاه تحصیلات تکمیلی