وبلاگ

مزایای چاهک متحرک

یکی مزایای کاربردی چاهک متحرک، مراقبت از میدان جنگ است، جایی که گره‌های حسگر برای کنترل حرکت وسایل دشمن یا لشکریان مستقر می‌شوند. یک چاهک سیال متصل به یک وسیله هوایی بدون سرنشین می‌تواند  بر روی منطقه تحت کنترل پرواز کند تا به طور منظم اطلاعات جمع آوری شده   را دریافت نماید. به منظور اجتناب از دیده شدن یا شناسایی توسط نیروهای دشمن، چاهک سیال باید تنها در چند موقعیت امن در حوزه زمان عملکرد محدود عمل نماید. مثال دیگر، کنترل بر زیستگاه است، جایی که روبات سیال در جهت جمع آوری اطلاعات از گره‌های حسگر در طبیعت استفاده می‌شود. اگر بیشتر منطقه زیستگاه توسط ربات قابل دسترسی نباشد یا اگر برای به حداقل رساندن آشوب و اغتشاش گونه های حیوانی مورد نظر مطلوب باشد، این ربات سیال مسیرهای از پیش تعیین شده ای را دنبال خواهد کرد و توسط یک سری از مکان های از پیش تعیین شده به طور منظم برای جمع آوری داده‌ها متوقف خواهد شد.

• افزایش طول عمر شبکه

با توجه به این که در این روش مشکل از بین رفتن گره‌های اطراف چاهک بر طرف می‌گردد روش چاهک متحرک از طول عمر بالاتری برخوردار است

• انرژی مصرفی کمتر

با توجه به این که در روش چاهک متحرک تعداد گام های طی شده بسته های اطلاعاتی به نسبت حالت چاهک ثابت کنتر می باشد این روش باعث جمع‌اوری انرژی با قیمت پایین‌تری خواهد بود .

۲-۲-۲  عیب استفاده از چاهک متحرک

اما عیب استفاده از یک چاهک سیال این است که تعویق و تاخیر در جمع آوری داده‌ها وجود دارد. این مسئله به علت این است که یک چاهک سیال زمان بیشتری را برای حرکت در طول شبکه به منظور جمع آوری داده‌ها صرف می‌کند و در نتیجه امکان دارد در موقع ارسال بسته، چاهک در منطقه ارسال بسته نباشد. بنابراین این شیوه به صورت عادی برای کاربردهایی که حساس به تاخیر هستند مناسب نیست.

۲-۲-۳ انواع حرکت چاهک متحرک

در مقالات مختلف به سه نوع حرکت برای چاهک اشاره شده است در ادامه به معرفی این سه نوع حرکت خواهیم پرداخت.

۲-۲-۳-۱ جابجایی تصادفی

در  این حالت چاهک یک مسیر تصادفی را در بین سنسورها اعمال می کند که یکی از مهم ترین روش‌های جمع‌ آوری داده است. معمولا چاهک از روش Pull برای جمع‌ آوری داده از سنسورها استفاده می‌کند. در روش Pull یک گره اطلاعاتش را زمانی به چاهک می‌فرستد که فقط چاهک برای آن درخواست داده باشد، در حالیکه در روش Push یک گره به صورت مرتبط اطلاعاتش را به چاهک می‌فرستد. در [۱۱]،چاهک متحرک برای کاهش Emax و Ebar استفاده شده است و با چاهک ثابت مقایسه شده است. روش جمع‌ آوری اطلاعات به صورت تک گام باعث بیشترین کاهش مصرف انرژی می‌شود. به این دلیل که داده در حسگرهای دیگری بار نمی‌شود. با این حال، می تواند کمترین کارایی را نیز داشته باشد ، زیرا که با وجود حالت متحرک تصادفی ،چاهک امکان این که به تمام گره‌ها دسترسی داشته باشد را ندارد و زمان زیادی برای انجام آن گرفته می‌ شود. اگر مدت زمان مورد نیاز برای کامل کردن پوشش قلمرو پایین تر آید، چاهک می تواند برای جمع‌ آوری داده‌ها از همه گره‌هایی که دارای گامهای بزرگتر از یک هستند نیز برنامه ریزی گردد و این مورد سبب افزایش بار در گره‌های حسگر می‌شود و بنابراینEmax و Ebar  در حالت تک گام افزایش می یابد. به وضوح یک سازگاری مهم بین زمان های پوشش WSN و اتلاف انرژی وجود دارد. زمان پوشش می تواند بیشتر کاهش یابد، اگر سنسورهای متحرک بیشتری در قلمرو سنسور با یک روش کارا حرکت کنند.در استفاده از چندین چاهک متحرک ،روشی مطرح شده است که در آن  هر چاهک یک اثر روی مسیر درحال جابجا شدن به جا می گذارد. هنگامی که بقیه چاهک‌ها با این اثر مواجه می شوند آنها جهت حرکتشان را تغییر می‌دهند که باعث بهبود پوشش قلمرو حسگر گردند. با این حال تلاش هایی در جهت هماهنگی بیشتر برای این استراتژی‌ها نیازمند است که باعث سربار و انرژی اضافی می‌گردد. اگر انرژی اضافی توسط چاهک فعال نگردد اما یک استراتژی Push را دنبال کند سربار اصلی دیگر در مورد حالت جابه جایی چاهک به صورت تصادفی به خاطر مشکل در ردیابی موقعیت فعلی چاهک در تطابق با مسیرهای مسیریابی شده در چاهک به حالتهای چند گامه  رخ می‌دهد که به سمت اتلاف انرژی بیشتر هدایت می‌شود. برای اینکه این موضوع را حل کنند، آنها پیشنهاد می‌دهند با بهره گرفتن از ویژگی های استراق سمع شبکه‌های حسگر ،به ردیابی موقعیت چاهک که به صورت تصادفی در حالت حرکت است ، بپردازند . آنها پیشنهاد می‌دهند که چاهک متحرک یک پیغام دیدبانی شامل موقعیتش را انتقال دهد، هرگاه یک گره همسایه چاهک، این پیام را می‌گیرد، آن گره ،مکان چاهک را متعاقبا به خاطر انتقال بسته‌ها به روز ‌کند. هر گره که بسته‌ها را از گره‌های همسایگی چاهک استراق سمع می‌کند مختصات مکانی چاهک را نیز به روز می‌کند بنابراین همه گره‌ها مختصات مکانی چاهک را برای مسیریابی جغرافیایی به روز‌رسانی می‌کنند. در[۱۲]  پیشنهاد دادند تا چندین گره میانی بین یک گره منبع و چاهک انتخاب شود.که عامل نامیده می شوند، عامل‌ها بخصوص، نزدیکرین عامل به چاهک ،مسئول ردیابی مکان چاهک متحرک می باشند. بنابراین کاهش هزینه به روز رسانی مسیر که نتیجه آن کاهش سربار پیگیری مکان چاهک که دارای حرکت تصادفی می باشد برطرف می گردد.. اما این روش‌ها با وجود این بهینگی از سربار زیادی در مسیریابی برخوردارند.