Desenvolvimento de um algoritmo de roteamento para redes de sensores sem fio utilizando algoritmo genético visando a eficiência energética
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18361 |
Resumo: | Employed in different sectors of society, sensor nodes compose a data exchange network that helps in the reading of physical phenomena and in the control of different systems, whether making measurements or even generating control signals. Due to design limitations, in many cases these nodes have an exhaustable power source. Thus, one of the biggest problems that must be solved in the operation of a network of sensor nodes is the maintenance of the energy source. And one of the ways to carry out this maintenance is to create efficient routes for data exchange. This work presents the development of a routing algorithm for Wireless Sensor Networks (WSN). The algorithm is based on the Genetic Algorithm (AG), an optimization strategy that seeks optimal solutions to problems with techniques inspired by natural processes of evolution of species. This work presents a way to calculate valid routes between a transmitter and a receiver for delivering data packets, in addition to balancing the energy consumption of the network nodes. It is intended that there is a balanced distribution of the energy consumed in the WSN. The proposal was evaluated in a scenario of simulation of the stages of data transmission and reception in an WSN, in which the balance of energy consumption of the network nodes was assessed. This result directly affects the energy consumption by the nodes and the extension of the network’s lifetime. The results were obtained by simulation using the computational tool MATLAB® and compared with classic route mapping techniques, such as the Exhaustive Search algorithm and the Opportunistic Routing algorithm. |
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Desenvolvimento de um algoritmo de roteamento para redes de sensores sem fio utilizando algoritmo genético visando a eficiência energéticaRede de sensores sem fioNó sensorAlgoritmo de roteamentoAlgoritmo genéticoBalanceamento energéticoWirelles sensor networkSensor nodeRouting algorithmGenetic algorithmEnergy balanceCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAEmployed in different sectors of society, sensor nodes compose a data exchange network that helps in the reading of physical phenomena and in the control of different systems, whether making measurements or even generating control signals. Due to design limitations, in many cases these nodes have an exhaustable power source. Thus, one of the biggest problems that must be solved in the operation of a network of sensor nodes is the maintenance of the energy source. And one of the ways to carry out this maintenance is to create efficient routes for data exchange. This work presents the development of a routing algorithm for Wireless Sensor Networks (WSN). The algorithm is based on the Genetic Algorithm (AG), an optimization strategy that seeks optimal solutions to problems with techniques inspired by natural processes of evolution of species. This work presents a way to calculate valid routes between a transmitter and a receiver for delivering data packets, in addition to balancing the energy consumption of the network nodes. It is intended that there is a balanced distribution of the energy consumed in the WSN. The proposal was evaluated in a scenario of simulation of the stages of data transmission and reception in an WSN, in which the balance of energy consumption of the network nodes was assessed. This result directly affects the energy consumption by the nodes and the extension of the network’s lifetime. The results were obtained by simulation using the computational tool MATLAB® and compared with classic route mapping techniques, such as the Exhaustive Search algorithm and the Opportunistic Routing algorithm.NenhumaEmpregados em diversos setores da sociedade, nós sensores compõem uma rede de troca de dados que auxiliam na leitura de fenômenos físicos e no controle de sistemas diversos, seja fazendo medições ou até mesmo gerando sinais de controle. Devido a limitações de projeto, em muitos casos estes nós possuem uma fonte de energia esgotável. Sendo assim, uma das maiores problemáticas que devem ser solucionadas no funcionamento de uma rede de nós sensores é a manutenção da fonte de energia. E uma das formas de realizar essa manutenção é a criação de rotas eficientes para troca de dados. Nesse trabalho é apresentado o desenvolvimento de um algoritmo de roteamento para Redes de Sensores Sem Fio (RSSF). O algoritmo baseia-se no Algoritmo Genético (AG), estratégia de otimização que busca soluções ótimas para problemas com técnicas inspiradas em processos naturais de evolução das espécies. Neste trabalho é apresentada uma forma de calcular rotas válidas entre um transmissor e um receptor para entrega de pacotes de dados além de realizar o balanceamento do consumo energético dos nós da rede. É pretendido que haja uma distribuição de maneira equilibrada da energia consumida na RSSF. A proposta foi avaliada em um cenário de simulação das etapas de transmissão e recepção de dados em uma RSSF, em que houve a avaliação do equilíbrio do consumo de energia dos nós da rede. Este resultado afeta diretamente o consumo de energia pelos nós e o prolongamento do tempo de vida da rede. Os resultados foram obtidos por simulação usando a ferramenta computacional MATLAB® e comparados com técnicas clássicas de traçado de rotas, tais como o algoritmo de Busca Exaustiva e o de Roteamento Oportunista.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia ElétricaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFPBVillanueva, Juan M. Mauríciohttp://lattes.cnpq.br/1446817462218646Macedo, Euler C. Tavares deLattes não recuperado em 04/11/2020Albuquerque, Kaíque Rhuan de Azevedo2020-11-05T14:37:56Z2020-05-192020-11-05T14:37:56Z2020-02-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18361porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2021-09-14T13:26:36Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/18361Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-09-14T13:26:36Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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