چکیده مقاله
رشد شبکه های اینترنت اشیا IoT هم زمان با افزایش تعداد گره ها و تنوع کاربردها، چالش هایی نظیر مصرف انرژی بالا در گره های باتری محور و افزایش تاخیر انتها به انتها در سناریوهای حساس به زمان را تشدید کرده است از سوی دیگر، فناوری های ارتباطی رایج نظیر ZigBee، WiFiو LoRa بصورت مستقل قادر به پوشش هم زمان نیازهای متضاد شبکه های مقیاس پذیر نیستند؛ WiFi تاخیرکم و نرخ داده بالا دارد اما پرمصرف است، ZigBee کم مصرف اما کم برد است، و LoRa برد بلند و پایدار اما با نرخ داده پایین و تاخیر بیشتر عمل می کند در این پژوهش، یک چارچوب پروتکل ارتباطی ترکیبی و چندلایه مبتنی بر تصمیم گیری قانون مبنا Rule Based ارائه می شود که بدون سربار محاسباتی سنگین، به صورت پویا فناوری مناسب را بر اساس فاصله، حجم بسته و وضعیت باتری انتخاب می کند سه استراتژی مکمل شامل Hybrid_Energy اولویت انرژی ، Hybrid_Speed اولویت سرعت وHybrid_Balanced متعادل طراحی و با سه روش پایه WiFi_Only، ZigBee_Only، LoRa_Only، مقایسه شده اند ارزیابی از طریق شبیه سازی رویدادگسسته در Python/SimPy و در چهار سناریو محیط های پراکنده و متراکم با ۵۰، ۱۰۰ و ۵۰۰ گره انجام شده است نتایج نشان می دهد در محیط های متراکم، Hybrid_Energy با حفظPDR=۱۰۰% مصرف انرژی کل شبکه را نسبت به ZigBee_Only تا حدود ۱۹ ۴۴% کاهش داده و Hybrid_Speed تاخیر را تا حدود ۸۵ ۱۹% کاهش داده و به ۰ ۰۴ ثانیه رسانده است همچنین برخلاف WiFi_Only که در تراکم بالا موجب مرگ کامل شبکه می شود، روش های ترکیبی پایداری عملیاتی شبکه را حفظ می کنند
کلیدواژهها
نویسندگان
محمدرضا چاقری
۱ دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی کامپیوتر و فناوری اطلاعات، واحد یادگار امام خمینی ره شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
قباد زرین چیان
۲ گروه مهندسی کامپیوتر و فناوری اطلاعات، واحد یادگار امام خمینی ره شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
شیوه ارجاع
چاقری، محمدرضا و زرین چیان، قباد،1404،طراحی و بهینه سازی پروتکل ارتباطی ترکیبی برای اینترنت اشیاء با رویکرد کاهش مصرف انرژی و تاخیر در شبکه های مقیاس پذیر،بیست و نهمین کنفرانس ملی مهندسی برق ،کامپیوتر و مکانیک،شیروان
ارائهشده در
مجموعه مقالات بیست و نهمین کنفرانس ملی مهندسی برق ،کامپیوتر و مکانیک28 بهمن 1404 · شیروان