Kablosuz algılayıcı ağlarda enerji varsayımları için kümeleme metotlarının karşılaştırılması

Abstract

Kablosuz algılayıcı ağlar; manyetik, termal, görsel, kızılötesi, akustik, radar gibi çeşitli ortam koşullarını izleyebilen, kendi aralarında iletişim kurabilen, veri işleme kabiliyeti bulunan, pil ömrü sınırlı olan sensör düğümlerinden oluşmaktadır. Bu sensörler, askeri, sağlık ve çevresel birçok alanda kullanılmaktadır. Bu alanlara örnek verecek olursak; çevre koşullarının izlenmesi, hava ve iklim analizi, uzayda arazi yapısının incelenmesi, güneş sisteminin araştırılması, sıcaklık, rüzgâr hızı ve GPS verilerinin izlenmesi şeklinde örnekleri çoğaltmak mümkündür. Uygulamalarda kullanılan sensör düğümlerinin sayısı yüzler, binler hatta uygulama yapısına göre on binleri bulmaktadır. Bu küçük yapılar, sınırlı kaynaklara (enerji, bellek) sahip donanımlardır.Kablosuz algılayıcı ağların ömürlerini uzatmak için etkin enerji tasarrufu sağlayacak şekilde bir araya gelmiş ağ yapılarına ihtiyaç duymaktadır. Bu sebeple kablosuz algılayıcı ağlarda kullanılan protokoller enerjiyi etkin kullanmalıdır. Bu tez çalışmamızın amacı; geçmişten günümüze kadar kablosuz algılayıcı ağlar için oluşturulan kümeleme algoritmalarının neler olduğunu göstermek, sensör düğümlerinde enerji tüketimini azaltmak için kullanılan yöntemleri inceleyerek yapılarına göre birbirleriyle karşılaştırmak ve ardından yeni bir kümeleme algoritması önermektir Sonuç olarak; kablosuz algılayıcı ağlarında en önemli konulardan biri, ağdaki kaynakların etkin şekilde kullanılması ve ağ ömrünü olabildiğince uzatmaktır. Çünkü bu kaynaklar sürekli yenilenme olasılığı olmayan ortamlarda bulunmaktadır. Bu nedenle her bir sensör düğümünde enerji tüketiminden tasarruf edilmesi, ağ bakım-işletme maliyetini önemli ölçüde düşürecek ve ağ ömrünü uzatacaktır.Anahtar Kelimeler: Kablosuz Algılayıcı Ağlar, Kablosuz Algılayıcı Ağ Uygulama Alanları, Bulanık Mantık, Genetik Algoritma, Homojen Ağlar, Heterojen Ağlar

Wireless sensor networks consist of sensor nodes with limited battery lives, which have the abilities to monitor various environment conditions such as magnetic, thermal, visual, infrared, acoustic, radar etc. and to communicate with each other. These sensors are being used in military, health and environmental fields. Some examples for these fields include, monitoring environment conditions, weather and climate analysis, observing the land structures in space, studying the solar system, monitoring the data of temperature, wind speed and GPS etc. The number of sensor nodes used in applications can be hundreds, thousands and even tens of thousands depending on the structure of the application. These small devices are hardware with limited resources (energy, memory).In order to increase the longevity of the wireless sensor networks, there is a need for network structures that come together with the purpose of effectively saving energy. Therefore, the protocols used in wireless sensor networks should use the energy effectively.The purpose of this thesis is to present the clustering algorithms created for wireless sensor networks from past to present, to study and compare the methods used for decreasing the energy consumptions in sensor nodes and offer a new clustering algorithm. Thereby, one of the most important things in wireless sensor networks is to use the resources of the network effectively and to increase the lifespan of the network because these resources are usually located in environments where there is no possibility of renewal. Hence, achieving energy savings in sensor nodes will cut down the cost of network maintenance & operating and will increase the lifespan of the network.Keywords: Wireless Sensor Networks, Application Fields of Wireless Sensor Networks, Fuzzy Logic, Genetic Algorithm, Homogeneous Networks, Heterogeneous Networks