Tham số Giá trị
Năng lƣợng khởi tạo 5J
N 1000 Tr 250 m Eelec 50 nJ/ bit EDA 5 pJ/ bit εmp 0.0013 pJ/bit/ m4 fs 10 pJ /bit/ m2 L 500 byte
3.6.2 Đánh giá giải pháp tối ƣu năng lƣợng bằng phân cụm mờ
Trong các thực nghiệm giả sử một nút cảm biến hết năng lƣợng thì xem nhƣ mạng cảm biến cũng kết thúc và thực hiện:
a) So sánh mức tiêu thụ năng lƣợng và thời gian chạy của thuật tốn trên các địa hình khác nhau (T1 .. T10).
b) So sánh các thuật tốn với số cảm biến khác nhau trong một địa hình; c) So sánh các thuật tốn với các phân phối cảm biến khác nhau nhƣ Hình 3-2.
d) So sánh các thuật tốn với tỉ lệ số cụm khác nhau (ví dụ 20%, 30% và 40% số cảm biến).
Hình 3-2 Phân phối các cảm biến
Thứ nhất, chúng ta so sánh mức tiêu thụ năng lƣợng và thời gian chạy của các thuật tốn trên các địa hình khác nhau (T1 .. T10) đƣợc mơ tả trong Bảng 3-5, Bảng 3-6, tƣơng ứng. Trong Bảng 3-5, mỗi hàng thể hiện sự tiêu thụ năng lƣợng của các thuật tốn trên một địa hình với các giá trị in đậm cĩ kết quả tốt nhất. Ví dụ, hàng đầu tiên là giá trị kết quả trên địa hình T1. Trên địa hình này, thuật tốn FCM- 3WSN tiêu thụ ít năng lƣợng hơn so với các thuật tốn khác (30,3). Ngoại trừ hai địa hình T4 (phẳng) và T10 (thƣa thớt), điều này cĩ thể đƣợc ghi nhận trên địa hình bằng phẳng mà cĩ nhiều vị trí khơng thể đặt các cảm biến, thuật tốn FCM-3WSN cần phải cân bằng khoảng cách giữa CH với non-CH; giữa các CH với BS nên mức tiêu thụ năng lƣợng của tồn bộ mạng cao hơn thuật tốn FCM, vì thuật tốn FCM chỉ xem xét đến khoảng cách giữa CH với các non-CH. Trên các địa hình khác, việc tiêu thụ năng lƣợng của FCM-3WSN vẫn nhỏ hơn so với các phƣơng pháp khác. Dịng cuối cùng, chúng ta tính giá trị trung bình của các địa hình khác nhau. Nĩ đã đƣợc chứng minh rằng việc tiêu thụ năng lƣợng trung bình của FCM-3WSN là nhỏ nhất trong số tất cả. Kết quả cho thấy rằng năng lƣợng trung bình của FCM-3WSN
là khoảng 17,2% so với Leach, 9,74% (Leach-C), 17,4% (SCEEP), 24,8% (H- Leach), 23,1% (K-Means) và 86,5% (FCM). Nhƣ vậy, FCM-3WSN cĩ mức tiêu thụ năng lƣợng trung bình nhỏ hơn so với các thuật tốn khác.
Bảng 3-5 Năng lượng tiêu thụ của mạng với các thuật tốn khác nhau (joule)
Địa hình
LEACH LEACH-C SCEEP H-LEACH K-Means FCM FCM- 3WSN T1 182.1605 293.9577 155.1244 137.6304 138.2473 38.3427 30.3425 T2 195.1593 155.5144 165.665 124.2704 129.6672 42.4993 33.113 T3 208.515 514.775 186.4928 89.2527 154.2274 32.3017 26.97 T4 164.0123 384.6641 142.9065 163.0057 116.1996 26.1271 27.9184 T5 209.05 240.831 277.0935 137.2845 187.0408 88.0834 57.3456 T6 173.9541 517.2879 194.7668 134.8582 144.514 36.1303 31.6925 T7 212.2433 189.875 239.8329 136.3142 167.1101 37.8542 32.2679 T8 240.9866 451.4969 235.9542 88.8779 175.4182 38.993 34.8709 T9 191.596 234.4039 175.5567 161.3701 134.3548 27.4737 25.4922 T10 152.1676 435.0965 142.8565 169.3404 92.1752 17.6224 33.1909 T.Bình 192.984 341.790 191.624 134.220 143.895 38.542 33.320
Tuy nhiên, thời gian chạy của thuật tốn FCM-3WSN lớn hơn so với các thuật tốn khác. Nhƣ kết quả trong Bảng 3-6, thời gian chạy trung bình của FCM-3WSN là 152 giây, tốt hơn so với FCM (1847 giây). Các thuật tốn khác chạy rất nhanh (~ 0,5 giây) nhƣng cĩ hiệu suất thấp với mức tiêu thụ năng lƣợng nhƣ trong Bảng 3-5. Tuy nhiên, đây là một khuyết điểm của các thuật tốn phân cụm mờ và FCM-3WSN.