3 chiều
3.6. Kết quả và đánh giá thực nghiệm
3.6.4. Đánh giá giải pháp tối ƣu năng lƣợng kết hợp cân bằng năng lƣợng
Thứ nhất, xác nhận hiệu năng của thuật tốn trên các địa hình khác nhau với
số lƣợng cụm tƣơng đƣơng 10% số lƣợng các cảm biến. Bảng 3-12 cho thấy mức tiêu thụ năng lƣợng của mạng bởi các thuật tốn khác nhau cụ thể là LEACH, LEACH-C, K-Means và FCM-PSOEB. Rõ ràng là FCM-PSOEB cĩ mức tiêu thụ năng lƣợng trung bình nhỏ hơn các thuật tốn khác.
Bảng 3-12 Năng lượng tiêu thụ mạng với các thuật tốn
Địa hình LEACH LEACH-C K-Means FCM-PSOEB
T1 182.160 293.957 138.247 174.789 T2 195.159 155.514 129.667 162.054 T3 208.515 514.775 154.227 169.368 T4 164.012 384.664 116.199 119.982 T5 209.05 240.831 187.040 179.56 T6 173.954 517.287 144.514 102.553 T7 212.243 189.875 167.110 116.225 T8 240.986 451.496 175.418 112.452 T9 191.596 234.403 134.354 98.457 T10 152.167 435.096 92.175 114.452
Biểu đồ trong Hình 3-11 cho thấy giá trị trung bình năng lƣợng tiêu thụ của tất cả các thuật tốn. Chi tiết năng lƣợng tiêu thụ trung bình của thuật tốn FCM- PSOEB là 134,99 trong khi những ngƣời của các thuật tốn khác là 192,98 (LEACH), 341,79 (LEACH-C), 143,99 (K-Means). Cĩ thể thấy rằng FCM- PSOEB thu đƣợc kết quả tốt nhất.
Hình 3-11 Năng lượng tiêu thụ của mạng bởi các thuật tốn (joule)
Thứ hai, thực hiện so sánh các giá trị trung bình tỉ lệ kết nối giữa các CH và
BS, giữa các non-CH và CH. Thuật tốn LEACH cĩ tỉ lệ phần trăm kết nối giữa các CHs và BS là 100%, nhƣng tỉ lệ kết nối giữa các non-CH và CH chỉ là 58,23%. Ngƣợc lại, LEACH-C và thuật tốn K-Means cĩ tỉ lệ phần trăm kết nối giữa các non-CH và CH rất cao ở mức 100% và 98,84%, nhƣng tỉ lệ kết nối giữa các CH và BS là thấp ở 21,9% và 24,2%. Trong khi đĩ, tỉ lệ kết nối từ CH đến BS và từ non- CH đến CH cao hơn 82% và 98%. Các kết quả trong Hình 3-12 cho thấy bằng thuật tốn FCM-PSOEB đạt đƣợc kết quả tốt nhất trong số tất cả.
3.7. Kết luận chƣơng
Trong chƣơng này, giải pháp tối ƣu năng lƣợng tiêu thụ nhằm mục đích kéo dài tuổi thọ mạng cảm biến đƣợc đề xuất. Trong giải pháp đề xuất xây dựng topo mạng cảm biến với phƣơng pháp phân cụm cảm biến. Một phƣơng pháp phân cụm mờ cĩ hàm mục tiêu giảm thiểu năng lƣợng tiêu thụ đƣợc đề xuất. Các thực nghiệm cho kết quả năng lƣợng tiêu thụ của mạng cảm biến tốt nhất so với các phƣơng pháp phân cụm khác nhƣ LEACH, LEACH-C, SCEEP, H-LEACH, K-Means và phân cụm mờ truyền thống. Tuy nhiên, trong phƣơng pháp phân cụm mờ đề xuất khả năng kết nối giữa non-CH với CH và giữa các CH với BS chƣa cao. Chính vì vậy, để tăng cƣờng khả năng các kết nối này mà vẫn đảm bảo mạng cảm biến tiêu thụ năng lƣợng ít nhất, một giải pháp đƣợc đƣa ra để giải quyết vấn đề này là sử dụng thuật tốn bầy đàn lựa chọn các nút CH. Mặt khác, sau khi các cụm đƣợc hình thành, cĩ thể lực lƣợng các cụm khơng đồng đều. Điều này sẽ dẫn đến trƣờng hợp một số cụm cĩ quá nhiều cảm biến sẽ nhanh chĩng cạn kiệt năng lƣợng và mạng cảm biến sẽ ―chết‖. Để giải quyết về này, một lần nữa, giải pháp đề xuất cân bằng lại năng lƣợng tiêu thụ giữa các cụm để tuổi thọ của mạng cảm biến đƣợc kéo dài.