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Type: Dissertação
Issue Date: 21-Mar-2014
Authors: SILVA, Alexandre Márcio Melo da
First Advisor: SILVEIRA, Antônio Morais da
Title: Controle energeticamente eficiente de múltiplos saltos para redes de sensores sem fio heterogêneas utilizando lógica fuzzy
Sponsor: CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Citation: SILVA, Alexandre Márcio Melo da. Controle energeticamente eficiente de múltiplos saltos para redes de sensores sem fio heterogêneas utilizando lógica fuzzy. 2014. 57 f. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Pará, Instituto de Ciências Exatas e Naturais, Belém, 2014. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação.
Resumo: O presente trabalho objetiva demonstrarum controle centralizado para eleger Cluster Heads (CHs) mais adequados, admitindo trêsníveis de heterogeneidade e uma comunicação de múltiplos saltos entre Cluster Heads. O controle centralizado utiliza o algoritmo k-means, responsável pela divisão dos clusters e Lógica Fuzzy para eleição do Cluster Head e seleção da melhor rota de comunicação entre os eleitos.Os resultados indicam que a proposta apresentada oferece grandes vantagens comparado aos algoritmos anteriores de eleição, permitindo selecionar os nós mais adequados para líderes do grupo a cada round com base nos valores do Sistema Fuzzy, como também, a utilização da Lógica Fuzzy como ferramenta de decisão para implementação de múltiplos saltos entre CHs, uma vez que minimiza a dissipação de energia dos CHs selecionados mais afastados do ponto de coleta. A inserção de três níveis de heterogeneidade, correspondente aos sensores normais, avançados e super sensores, contribui consideravelmente para o aumento do período de estabilidade da rede. Outra grande contribuição obtida a partir dos resultados é a utilização de um controle central na estação base (EB) apresentando vantagens sobre o processamento local de informações em cada nó, processo este encontrado nos algoritmos tradicionais para eleição de CHs.A solução proposta comprovou que a eleição do CH mais eficiente, considerando sua localização e discrepâncias de níveis de energia, como também, na inclusão de novos níveis de heterogeneidade, permite aumentar o período de estabilidade da rede, ou seja, o período que a rede é totalmente funcional, aumentando consideravelmente o tempo de vida útil em Redes de Sensores Sem Fio (RSSF)heterogêneas.
Abstract: This study presents a centralized control to elect appropriate Cluster Heads (CHs), assuming three levels of heterogeneity and multi-hop communication between Cluster Heads. The centralized control uses the k-means algorithm, responsible for the division of clusters and Fuzzy Logic to elect the Cluster Head and selecting the best route of communication between elected. The results indicate that the proposal offers great advantages, allowing us to select the most suitable nodes for group leaders at each round based on the Fuzzy System values, and also the use of Fuzzy Logic as a decision tool to implement multiple hops between CHs, since it minimizes the power dissipation of the selected CHs more distant from the collection point. The insertion of three levels of heterogeneity,corresponding to normal, advanced and super sensors, contributes considerably to increasing the period of network stability. Another great contribution obtained from the is the use of a central control in base station (BS) with advantages over local information processing in each node, a process usually found in traditional algorithms for electing CHs. The proposed solution proved that the election of the more efficient CH, considering its location and energy levels discrepancies, and also, the inclusion of new heterogeneity levels, allows to increase the networkstability period, ie, the period that the network is fully functional, greatly increasing the useful lifetime in heterogeneous WSN.
Keywords: Rede de sensores sem fio (RSSF)
Lógica fuzzy
Consumo de energia
Cluster head
Sistemas inteligentes
Consumo de energia
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pará
Institution Acronym: UFPA
Department: Instituto de Ciências Exatas e Naturais
Program: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
Appears in Collections:Dissertações em Ciência da Computação (Mestrado) - PPGCC/ICEN

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