مسیریابی آگاه از انرژی برای اینترنت اشیا با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ملخ بهبود یافته

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، گروه مهندسی کامپیوتر، واحد نیشابور، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی کامپیوتر، واحد نیشابور، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی کامپیوتر، واحد نیشابور، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران

چکیده

مصرف انرژی در فرآیند مسیریابی یکی از چالش های مهم در اینترنت اشیا است؛ چراکه گرههای شبکه از نظر منبع انرژی با محدودیت مواجه هستند. لذا ارائه الگوریتم های مسیریابی انرژی آگاه همواره مورد توجه بوده است. یکی از روش هایی که در این حوزه عملکرد قابل قبولی از خود نشان داده است؛ طرح مساله در قالب مسائل بهینه سازی است. در این مقاله یک رویکرد انرژی آگاه برای مسیریابی در اینترنت اشیا پیشنهاد گردیده که در آن از الگوریتم بهینه سازی ملخ بهبودیافته با تئوری آشوب برای زمانبندی خواب و بیدار گره ها استفاده شده است. برای بررسی کارایی روش پیشنهادی از سه معیار ارزیابی انرژی باقیمانده، طول عمر شبکه و نرخ پوشش استفاده شد. بررسی یافته ها در دو سناریو مختلف (کارایی در طول زمان و کارایی به ازای تعداد گره های مختلف) نشان داد که روش پیشنهادی همواره در تمامی سناریو ها و به ازای همه معیارهای ارزیابی کارایی بهتری نسبت به طرح های پایه دارد.

کلیدواژه‌ها


Smiley face

[1]      U. Z. A. Hamid, H. Zamzuri, and D. K. Limbu, "Internet of vehicle (IoV) applications in expediting the implementation of smart highway of autonomous vehicle: A survey," in Performability in Internet of Things, pp. 137-157, 2019.
[2]      S. Enshaeifar et al., "The internet of things for dementia care," IEEE Internet Computing, vol. 22, no. 1, pp. 8-17, 2018.
[3]      M. Nawir, A. Amir, N. Yaakob, and O. B. Lynn, "Internet of Things (IoT): Taxonomy of security attacks," in 2016 3rd International Conference on Electronic Design (ICED), pp.321-326, 2016.
[4]      A. Oracevic, S. Dilek, and S. Ozdemir, "Security in internet of things: A survey," in 2017 International Symposium on Networks, Computers and Communications (ISNCC), pp.1-6, 2017.
[5]      K. Machado, D. Rosário, E. Cerqueira, A. Loureiro, A. Neto, and J. de Souza, "A routing protocol based on energy and link quality for internet of things applications," sensors, vol. 13, no. 2, pp. 1642-1964, 2013.
[6]      Y. Yuehong, Y. Zeng, X. Chen, and Y. Fan, "The internet of things in healthcare: An overview," Journal of Industrial Information Integration, vol. 1, pp. 3-13, 2016.
[7]      E. T. Chen, "The Internet of Things: Opportunities, Issues, and Challenges," in The Internet of Things in the Modern Business Environment: IGI Global, pp. 167-187, 2017.
[8]      J. Gubbi, R. Buyya, S. Marusic, and M. Palaniswami, "Internet of Things (IoT): A vision, architectural elements, and future directions," Future generation computer systems, vol. 29, no. 7, pp. 1645-1660, 2013.
[9]      T. Muhammed, R. Mehmood, A. Albeshri, and A. Alzahrani, "HCDSR: A hierarchical clustered fault tolerant routing technique for IoT-based smart societies," in Smart Infrastructure and Applications: Springer, pp. 609-628, 2020.
[10]    H. Singh and D. Singh, "Taxonomy of routing protocols in wireless sensor networks: A survey," in 2016 2nd International Conference on Contemporary Computing and Informatics (IC3I), pp. 822-830, 2016.
[11]    C. Wang and Q. Lin, "Swarm intelligence optimization based routing algorithm for Wireless Sensor Networks," in Neural Networks and Signal Processing, 2008 International Conference on, pp.136-141, 2008.
[12]    A. Jain and S. Jain, "A survey on miscellaneous attacks and countermeasures for RPL routing protocol in IoT," in Emerging Technologies in Data Mining and Information Security: Springer, pp. 611-620, 2019.
[13]    H. Kharrufa, H. A. Al-Kashoash, and A. H. Kemp, "RPL-based routing protocols in IoT applications: A Review," IEEE Sensors Journal, vol. 19, no. 15, pp. 5952-5967, 2019.
[14]    J. Marietta and B. Chandra Mohan, "A review on routing in internet of things," Wireless Personal Communications, vol. 111, no. 1, pp. 209-233, 2020.
[15]    S. Saremi, S. Mirjalili and A. Lewis, "Grasshopper optimisation algorithm: theory and application", Advances in Engineering Software, vol. 105, pp. 30-47, 2017.
[16]    M. Mafarja, I. Aljarah, H. Faris, A. I. Hammouri, A.-Z. Ala’M, and S. Mirjalili, "Binary grasshopper optimisation algorithm approaches for feature selection problems," Expert Systems with Applications, vol. 117, pp. 267-286, 2019.
[17]    R. Yarinezhad and S. Azizi, "An energy-efficient routing protocol for the Internet of Things networks based on geographical location and link quality," Computer Networks, vol. 193, pp. 108-116, 2021.
[18]    B. Shi and Y. Zhang, "A novel algorithm to optimize the energy consumption using IoT and based on Ant Colony Algorithm," Energies, vol. 14, no. 6,  2021.
[19]    A. Chhabra, V. Vashishth, A. Khanna, D. K. Sharma, and J. Singh, "An energy efficient routing protocol for wireless internet-of-things sensor networks," arXiv preprint, 2018.
[20]    Z. Wang, H. Ding, B. Li, L. Bao, and Z. Yang, "An energy efficient routing protocol based on improved artificial bee colony algorithm for wireless sensor networks," IEEE Access, vol. 8, pp. 133577-133596, 2020.
[21]    S. Sankar, S. Ramasubbareddy, F. Chen, and A. H. Gandomi, "Energy-Efficient Cluster-based Routing Protocol in Internet of Things Using Swarm Intelligence," in 2020 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence (SSCI), pp. 219-224, 2020.
[22]    S.-H. Park, S. Cho, and J.-R. Lee, "Energy-efficient probabilistic routing algorithm for internet of things," Journal of Applied Mathematics, vol. 2014, 2014.
[23]    S. Yousefi, F. Derakhshan, H. S. Aghdasi, and H. Karimipour, "An energy-efficient artificial bee colony-based clustering in the internet of things," Computers & Electrical Engineering, vol. 86, 2020.
[24] M. Vellanki, S. Kandukuri, and A. Razaque, "Node level energy efficiency protocol for Internet of Things," Journal of Theoretical and Computational Science, vol. 3, 2016.
دوره 11، شماره 1 - شماره پیاپی 41
شماره پیاپی41، فصلنامه بهار
خرداد 1402
صفحه 15-29
  • تاریخ دریافت: 21 آذر 1400
  • تاریخ بازنگری: 11 اردیبهشت 1401
  • تاریخ پذیرش: 03 دی 1401
  • تاریخ انتشار: 01 خرداد 1402