Power-source-aware adaptive routing in wireless sensor networks

Kablosuz algılayıcı ağlar, belli bir amacı gerçekleştirmek için ilgilenilen bölgeye dağıtılmış algılayıcı düğümlerden oluşur. Bu düğümler çevresel ve fiziki şartları izleyerek toplanan veriyi belli bir merkezi düğüme gönderir. Kablosuz algılayıcı ağlar ile ilgili çoğu çalışmada algılayıcı düğümlerin gücünün ağ yaşam süresini sınırlayan değiştirilemez piller ile sağlandığı varsayılmaktadır. Diğer taraftan, algılayıcı düğümlerin en az bir kısmına güç sağlayabilecek ve böylece ağ yaşam süresini uzatabilecek şebeke elektriği, enerji hasadı mekanizmaları gibi daimi güç kaynakları da bulunmaktadır. Burada amacımız pil ve şebeke elektriği ile beslenen farklı tipteki algılayıcı düğümlere sahip bu tarz heterojen kablosuz algılayıcı ağların yaşam süresini merkezi ve dağıtık yol atama algoritmaları kullanarak ve bu esnada fazla enerji gerektiren işleri şebeke elektriği ile beslenen düğümlere atayarak uzatmaktır. İlk olarak bir sınıf yol atama algoritması üretiminde kullanılabilecek bir çerçeve öneriyoruz. Üretilen algoritmaların ortak özelliği şebeke elektriği ile beslenen düğümleri, hedef düğümü ve gerekiyorsa pil ile beslenen bazı düğümleri içeren bir omurga oluşturarak veriyi aktarmak için bu omurgayı kullanmalarıdır. Simülasyon sonuçlarımız bu çerçeveyi kullanarak ürettiğimiz merkezi algoritmaların ağ yaşam süresinde iki kata kadar artış sağladığını göstermiştir. Ayrıca bu çalışmada veri iletimi için şebeke elektriği ile beslenen düğümlere öncelik veren güç kaynağı bilinçli, omurga temelli ve tam dağıtık bir yol atama algoritması da öneriyoruz. Önerdiğimiz bu algoritmayı geçerlemek ve değerlendirmek amacıyla ns-2 ortamını kullanarak elde ettiğimiz simülasyon sonuçları göstermektedir ki, algoritmamız düşük bir ek haberleşme yükü ile ağ yaşam süresini belirgin şekilde arttırmaktadır. Bu çalışmada, bahsi geçen teknoloji bağımsız yol atama çözümlerimizin yanısıra, 802.15.4/ZigBee kablosuz ağ teknolojisine özel, güç kaynağı bilinçli, tam dağıtık, ağaç tabanlı ve trafiğe uyumlanabilen bir yol atama çözümü de önermekteyiz. Önerdiğimiz yol atama çözümü pil ile beslenen düğümlerin haberleşme yolları üzerinde yer almasını mümkün olduğunca önlemek amacıyla, dağıtık ve hiyerarşik ağ adresi atama mekanizması gibi ZigBee protokolüne özel yetenekleri kullanmaktadır. ZigBee teknolojisine özel algoritmamızı geçerlemek ve değerlendirmek amacıyla ilk olarak ZigBee protokolünün ihtiyaç duyduğumuz kısımlarını, daha sonra da önerdiğimiz algoritmayı ns-2 simülasyon ortamında gerçekledik. Hazırladığımız ns-2 simülasyon ortamını kullanarak elde ettiğimiz sonuçlar, ZigBee tanımında yer alan yol atama yöntemi ile karşılaştırıldığında, önerdiğimiz algoritmanın yol uzunluklarını arttırmadan ağ yaşam süresini arttırabildiğini göstermiştir.