بهینه سازی انرژی در پروتکل مسیریابی شبکه‌های اینترنت اشیاء با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات

شبکه‌های حسگر متشکل از صدها هزار گره، بطور معمول به عنوان شبکه‌های کم توان و پراتلاف شناخته می‌شوند. در این شبکه‌ها، گره‌ها توسط لینک‌هایی که معمولاً امکان پشتیبانی نرخ داده‌ بالا را ندارند و به خاطر پایین بودن نرخ تحویل بسته، از پایداری پایینی برخوردار هستند، به هم متصل می‌شوند. با توجه به اینکه پروتکلهای مسیریابی نقش اساسی در کارایی شبکه‌های حسگر دارند، طراحی پروتکل‌های موردنیاز ازلحاظ انرژی یک ضرورت است تا با کمک آن‌ها نه تنها انرژی مصرفی کل شبکه کاهش یابد، بلکه بار انرژی مصرفی نیز در میان گره‌های شبکه، متعادل و یکنواخت توزیع شود تا عمر مفید شبکه افزایش یابد. در چنین شبکه‌هایی پروتکل‌های مسیریابی مسئول به حداقل رساندن مشکلات موجود هستند. هدف این مقاله، به حداقل رساندن انرژی مصرفی با یافتن بهترین مسیر در بین کلیه مسیرهای شبکه در ارسال داده، می‌باشد. برای رسیدن به این هدف از الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات استفاده شده است. این الگوریتم، همگرایی در حرکت ذرات به سمت بهترین مسیر را به خوبی نشان می‌دهد و بهترین نتایج را با حداکثر تعداد ذرات، با محدوده سرعت‌های مختلف برای حرکت ذرات، به ارمغان می‌آورد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می‌دهد که با افزایش تعداد ذرات، تابع هزینه بطور متوسط 58 درصد کمتر شده و در نتیجه انرژی کمتری برای رسیدن به ریشه نیاز خواهد بود. همچنین با افزایش بازه سرعت، تابع هزینه بطور متوسط 43 درصد کاهش پیدا می‌کند. کاهش مصرف انرژی در الگوریتم پیشنهادی بطور متوسط 43 درصد می‌باشد.

energy optimization in routing protocol of iot networks using pso

sensor networks consisting of hundreds of thousands of nodes are usually referred to as low power and lossy networks (llns). in these networks, nodes are interconnected by low data rate lossy links, which have low stability due to low packet delivery rates. since routing protocols play an important role in the performance of sensor networks, the required protocols must be designed to address energy related issues. this helps not only to reduce the energy consumption of the overall network but also to evenly distribute the energy load among the network nodes to increase the lifetime of the network. in such networks, the routing protocol for low power and lossy network (rpl) can minimize the existing issues and improve performance. this paper aims at minimizing energy consumption by specifying the best path in the network for data transmission. to achieve this aim, the particle swarm optimization (pso) algorithm is used. this algorithm shows a good convergence for the movement of particles towards the best path and presents the best solution with the maximum number of particles in different particle velocity ranges. the results of this study show that as the number of particles increases, the cost function decreases by 58% on average, and thus, lower energy is required to reach the root. moreover, with increasing velocity range, the cost function decreases by 43% on average. the proposed algorithm shows a 43% decrease in energy consumption on average.