Cơ chế lập lịch cho mạng cảm biến phân cấp

Một phần của tài liệu (Luận án tiến sĩ) nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến (Trang 112)

Mạng cảm biến có tính chất đa dạng, phức tạp. Bên cạnh các cơ chế lập lịch cho mạng không phân cấp cũng có nhiều thuật toán lập lịch cho mạng phân cấp. Hiện nay, có nhiều cơ chế lập lịch khác nhau đã được các nghiên cứu đề xuất và phát triển, chẳng hạn như các cơ chế lập lịch trong mạng phân cấp dựa trên nhóm. Các nút cảm biến trong mạng được tổ chức thành các nhóm, trong đó có trưởng nhóm có nhiệm vụ liên lạc với các cảm biến trong nhóm của nó, sau đó liên lạc với các trưởng nhóm khác và trạm gốc. Các nút trong nhóm có thể hoạt động hoặc ngủ tùy thuộc vào tính cần thiết tại một thời điểm. Các trưởng nhóm có nhiều trách nhiệm hơn và tiêu tốn nhiều năng lượng hơn, dẫn đến các trưởng nhóm sẽ có thể hết năng lượng và ngừng hoạt động trước nhất. Khi đó nhóm sẽ không tham gia được vào hoạt động trong mạng, làm mất đi tuyến đường truyền thông và có thể gây mất vùng phủ sóng làm ảnh hưởng chung toàn mạng.

Để tránh tình trạng các trưởng nhóm nhanh bị hết năng lượng, các thuật toán lập lịch sẽ chia hoạt động của mạng thành các chu kỳ, mỗi chu kỳ sẽ lựa chọn ngẫu nhiên trưởng nhóm [144]. Như vậy, tất các các cảm biến đều có xác suất trở thành trưởng nhóm ở chu kỳ tiếp theo. Hơn nữa, số lượng trưởng nhóm cũng phải được xem xét trong vấn đề phân nhóm, nếu số lượng trưởng nhóm nhiều quá mức cần thiết trong mạng thì cũng gây lãng phí năng lượng của mạng. Vì vậy trong thuật toán thiết lập lịch hoạt động cho mạng cần phải xem xét việc xác định số lượng trưởng nhóm cần thiết [145]. Các nút đều được lựa chọn làm trưởng nhóm với xác suất nào đó và việc cần làm là tối ưu hóa số lượng trưởng nhóm để giảm thiểu chi phí năng lượng cho toàn mạng [146][147].

Lập lịch có thể dựa trên việc giám sát năng lượng trong từng nhóm bởi trưởng nhóm [148]. Các nút trong nhóm sẽ được trưởng nhóm giám sát và điều khiển việc ngủ và làm việc tùy thuộc theo mức năng lượng tương đối của nó trong nhóm. Ví dụ, mức năng lượng càng ít thì được ngủ càng nhiều, trưởng nhóm giám sát cũng được lựa chọn lại ở mỗi đầu chu kỳ hoạt động của mạng.

Một phần của tài liệu (Luận án tiến sĩ) nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến (Trang 112)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(157 trang)