Uma aplicação de sistemas inteligentes híbridos ACO-Fuzzy para a otimização do desempenho em redes de sensores sem fio

• Main Author: Baluz, Rodrigo Augusto Rocha Souza
• Other Authors: Holanda Filho, Raimir
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de Fortaleza 2013
• Subjects: Redes de sensores; Sistema de comunicação sem fio; Lógica Fuzzy
• Online Access: https://uol.unifor.br/oul/ObraBdtdSiteTrazer.do?method=trazer&ns=true&obraCodigo=91102; http://dspace.unifor.br/handle/tede/91102

Made available in DSpace on 2019-03-29T23:38:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-05-29 === The Wireless Sensor Networks (WSN) are composed of sensor nodes capable of collecting (feeling), processing and transmitting data related to some phenomena in the environment. Despite their several potential uses, the WSN have strict limitations, mainly related to energy consumption during data transmission. One of the possible approaches to optimize the use of limited resources in WSN is to improve the performance of routing protocols. In this research, the fuzzy inference system is used to estimate the degree of quality of the routes, based on the number of hops and on the energy level of the nodes that make up a route. Thus, the routing protocols can use the degree of quality of the routes at the time of selecting one of several possible paths. An ant colony optimization algorithm is used to adjust, automatically, the rule base of the fuzzy system in order to improve the estimation strategy of the quality of routes with the objective of increasing the energy efficiency of the network. Simulations using routing protocols with multiple paths, Directed Diffusion, Location Aware Routing Protocol and Ad hoc On-Demand Multipath Distance Vector, show that the proposal is effective from the standpoint of four relevant metrics: number of messages delivered to the sink node, the average cost per message, packet loss rate and life span of the first sensor node. Keywords: Wireless Sensor Networks. Multipath Routing Protocols. Fuzzy Inference Systems. Ant Colony Optimization. Energy Efficiency. === As Redes de Sensores sem Fio (RSSF) são compostas por nós sensores capazes de coletar (sentir), processar e transmitir dados relacionados a algum fenômeno no ambiente. Apesar das várias possibilidades de uso, as RSSF possuem rigorosas limitações, principalmente com o consumo de energia durante a transmissão dos dados. Uma das possíveis abordagens para a otimização do uso dos recursos limitados em RSSF é a melhoria do desempenho dos protocolos de roteamento. Nesta pesquisa, um sistema de inferência fuzzy é usado para estimar o grau de qualidade das rotas, com base no número de saltos e no nível de energia dos nós que compõem uma rota. Dessa forma, os protocolos de roteamento podem utilizar o grau de qualidade das rotas no momento da seleção de um dos vários caminhos possíveis. Um algoritmo de otimização por colônia de formigas é utilizado para ajustar, de forma automática, a base de regras do sistema fuzzy, a fim de melhorar a estratégia de estimação da qualidade das rotas, com o objetivo de aumentar a eficiência de energia da rede. As simulações, utilizando os protocolos de roteamento com múltiplos caminhos, Directed Diffusion, Location Aware Routing Protocol e Ad hoc On-Demand Distance Vector Multipath, evidenciam que a proposta é eficaz do ponto de vista de quatro relevantes métricas: número de mensagens entregues ao nó sorvedouro, custo médio por mensagem, taxa de perda de pacotes e tempo de vida do primeiro nó sensor. Palavras-chave: Redes de Sensores sem Fio. Protocolos com Múltiplos Caminhos. Sistemas de Inferência Fuzzy. Otimização por Colônia de Formigas. Eficiência de Energia.