无线传感器网络(网络)越来越要求平台之一,在传感器节点感知和监控物理或环境条件和数据传输到基站通过多次反射路由。农业部门还收养了这些网络促进环境友好农业创新方法,降低管理成本,实现科学种植。由于能力有限,传感器节点遭受能源问题和复杂的路由过程,导致数据传输传感器农业领域的失败和延迟。由于这些限制,传感器节点在基站附近总是传送,对基站造成额外的负担或进入无用的状态。为了解决这些问题,本研究提出了一种基于网关集群节能的重心——(GCEEC)路由协议在簇头选择从质心位置和网关从每个集群节点被选中。网关节点减少了数据加载从簇头节点向基站和转发数据。模拟表现评估拟议中的协议与最先进的协议。实验结果表明提出的协议和提供更多更好的性能的可行WSN-based监测温度、湿度和光照在农业部门。
一个b年代tr一个ct>精准农业是指科学使用先进技术提供成本管理,在农业领域的作物生长和生产。农业的主要驱动力之一,精度是无线传感器网络(网络)传感器节点在哪里监视物理或环境条件包括湿度、温度、光照和感知到的数据发送到基站(BS)通过单跳或多次反射(协调器节点
网关节能质心(GCEEC)路由协议提出了农业精度基础上提高CHs之间的负载平衡和整个网络的能耗。GCEEC协议选择的有效位置附近的CH网关节点选择的能量重心位置和传输的数据通过多次反射向b通信的CH覆盖,减少了传动功率最大化CH。本节分为两个小节网络设置模块和处理模块。网络设置模块介绍了能源消耗模型,能量重心位置,网关节点重量,重量和CH加入用于GCEEC协议。处理模块解释了设置阶段,传播阶段,和旋转GCEEC阶段。
<年代电子商务我d="sec3.1">One hundred.年的网络模型由传感器节点和一个b。图
网络拓扑结构。
大部分的能量消耗的传感器节点在数据传输和接收。最受欢迎的和共同的能源模型提出了(
质心是机械的术语,这就意味着质量浓度的虚构的中心点。这是中央地方整个对象集中的质量。类似地,重心在集群的传感器节点能量有着巨大的能量浓度分布。能源重心
能量重心位置的距离<我nl在e-formula>
从传感器节点信息采集和传输向BS的主要功能是CH。由于沉重的责任CH由于集群数据的管理,CH消耗更多的能量,将数据直接发送到b或本身传达其他CH BS和转发数据。因此,网关节点在每个集群形成CH继电器数据向BS。集群中的节点邻近邻居CH称为网关节点。每个CH计算网关节点重量(
更高的节点成为集群weightage网关节点。
年代电子商务><年代电子商务我d="sec3.1.4">当CH发送连接请求邻居,然后作为回应,传感器节点决定是集群的一部分基础上加入权函数CH。功能由以下参数,CH残余能量<我nl在e-formula>
在大多数农业精密轮,能源主要的问题是由于资源有限的传感器节点。本研究的主要目的是为节能设计的协议在数据处理和有效利用资源。集群协议包括三个主要阶段:CH选择阶段,网关选择阶段,数据传输,CH旋转阶段。
<年代电子商务我d="sec3.2.1">最初,BS HELLO-MSG在广播网络。你好消息包含BS ID和位置。b有更多的能量比普通传感器节点,如果我们使用BS广播你好消息到其他传感器节点,它将减少网络中其他成员节点上的负载。与位置传感器节点发送回复消息,如图
位置信息。
BS计算网络的平均能量和计算网络中能量重心位置。能源重心位置的计算后,b将网络划分为一个集群的能量重心位置和选择CH。b选择最近的CH从集群节点的能量重心位置。在选择CH、BS广播的反馈消息给特定的集群,如图
反馈信息。
第一CH选择后的废话,CH传送包含CH加入消息ID、能级和位置的邻居传感器节点。传感器节点接收到加入信息计算CH的加入重量值。如果CH加入重量值达到最高,然后传感器节点加入CH厘米。图
CH选择流程图。
1。
2。
3所示。
4所示。节点发送他们的ID、位置和能量水平BS
5。
6。<我nl在e-formula>
7所示。<我nl在e-formula>
8。
9。<我nl在e-formula>
10。
11。<我nl在e-formula>
12。
13。 Select as<我nl在e-formula>
14。
15。
16。
17所示。BS广播反馈消息包含消息类型,<我nl在e-formula>
18岁。
19所示。<我nl在e-formula>
20。
21。<我nl在e-formula>
22。 Broadcast joining message<我nl在e-formula>
23。
24。等待CH加入消息
25。
26岁。
27。邻居节点加入重量计算
28。<我nl在e-formula>
29。
30。加入<我nl在e-formula>
31日。
32。拒绝CH加入信息
33。
CH年代选择后,每厘米计算接收相邻CH加入请求网关节点重量。网关节点重量然后送到CH。更高的网关节点权重值被选中一个网关节点。网关节点然后通知相邻CH通过发送网关消息包含位置和CH ID如图
网关信息。
CH通过网关节点的数据传输取决于本身和b之间的距离。如果距离小于阈值的距离<我nl在e-formula>
网关选择流程图。
CH和网关节点的选择后,数据通信的开始。CM感官数据和传输特定的CH。CH然后通过网关节点发送向b或直接传送根据阈值距离<我nl在e-formula>
它的能量水平大于集群的平均能量
其距离能源集群是最小的质心位置
图
数据传输和CH旋转流程图。
GCEEC数据传输的细节和CH旋转算法讨论了
1。
2。C米年代en年代e和tr一个n年代米我t sense data to CH
3所示。
4所示。<我nl在e-formula>
5。
6。<我nl在e-formula>
7所示。
8。
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10。e一个chC米<我nl在e-formula>
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17所示。<我nl在e-formula>
18岁。
19所示。
20.当前<我nl在e-formula>
21.当前<我nl在e-formula>
22。
23。
24。<我nl在e-formula>
1。
2。
3所示。 Compute GW node Weight for Adjacent Cluster Head
4所示。<我nl在e-formula>
5。发送GW重量值<我nl在e-formula>
6。
7所示。 Round Start, CM periodically send data to their CH
8。
9。
10。
11。<我nl在e-formula>
12。
13。<我nl在e-formula>
14。
15。网关节点通知相邻的状态<我nl在e-formula>
16。
17所示。计算路线
18岁。
19所示。
20。<我nl在e-formula>
21。
22。<我nl在e-formula>
23。
评估GCEEC与其他相关算法的性能,选择模拟器是一个挑战。大量的模拟环境等无线网络已经发展客观模块化网络实验在c++中(OMNET + +)
本部分介绍了模拟设置测量的性能提出的协议设计。执行模拟网络中,我们设置<我nl在e-formula>
仿真参数。
确定的效率提出方案对指定目标,使用下列性能指标。
<我t一个l我c> 网络生命周期我t一个l我c>。网络生活的网络寿命到期时的节点数量数据传输开始时耗尽精力;集群节点上的数据和发送到他们的CH然后通过网关节点b。在这些实验中,节点2 J的初始能量减少而发射和接收控制信息和数据。
<我t一个l我c> 网络的吞吐量。我t一个l我c>网络吞吐量是指接收数据包的BS。这是一个成功的传感数据的传输从CM的集群通过CHs BS和网关节点。
<我t一个l我c> 能源消耗我t一个l我c>。能源消耗是最有价值的参数无线传感器网络中,传感器节点使用电池资源传输和接收的数据包。在实验中,能源消耗每轮和消耗能源的集群、分配网关节点,传感,传输的数据从CM的BS通过参与集群的CH和网关节点。置信区间是指可能的范围或模拟参数的值是基于仿真结果。90%置信水平的概率区间包含参数的值。在这项研究中,仿真置信区间为90%。
年代电子商务><年代电子商务我d="sec4.1.2">传感器节点随机部署静态和领域
所有节点调整传动功率根据距离
通信信道是可靠的和自由的错误
通过一些传感器节点知道自己的位置定位技术
B年代放置外部网络(100100)的位置
每个网关节点周边的网关节点
活着的节点的数量表明网络生命周期如图
CH活着的节点数为2%。
CH活着的节点数为5%。
CH活着的节点数为10%。
图
与不同数量的CHs平均数据传输。
收到的数据包,BS,考虑在不同轮数。数据
包收到2% BS CH。
包收到5% BS CH。
包收到10% BS CH。
如数据所示
能源消耗2% CH。
能源消耗5% CH。
能源消耗10% CH。
这些实验的目的是选择有效的位置的CH集群和减少负载CH。提出了农业精密GCEEC协议选择能源重心位置附近的CH最大化集群节点的网络覆盖,减少了能源消耗。此外,网关节点集群中选择继电器本身以及其他CHs和转发数据对BS大大减少负载CH。实验结果表明,GCEEC执行比EECRP,营地,和MEACBM协议。所有传感器节点传输的数据量有限,CH和CH能承受所有集群节点数据在他的记忆中。它可以很容易地转移到网关,网关可以轻松地将数据传递到下一个网关,然后进一步传播向BS。因此,将会有更多的传输比较EECRP,营地,和MEACBM协议,但它减少了负载CH的帮助下网关节点。因此,我们说,拟议中的GCEEC协议相比有着更多的能源和高效先进的路由协议。
gydF4y2Ba精准农业的应用程序部署到分析环境参数如湿度、作物条件下,和土壤监测。所有的小型传感器节点之间的数据通信过程是基于提高监测系统的可行性和节能的传感器系统进行进一步的决策。路由协议是数据收集的发挥非常重要的作用。复杂的路由协议导致消耗更多的能量,开销,和包下降。本文设计提出GCEEC路由协议之后,我们分析了性能先进的路由协议和观察,提出协议消耗更少的能量,对更好的数据交付在农业领域的影响。设计协议之后,现在我们把整个系统性能与现有系统精度在农业领域。表
比较表。
无线传感器网络(WSN)是一种新兴尤其是农业技术和工艺。在传感器网络,传感器节点的物理和环境条件土壤和作物并将数据发送到汇聚节点通过单跳或多次反射的沟通。由于计算能力和资源有限的电池低,复杂的路由过程可能会导致传感器节点能量损耗的。大部分的路由协议不考虑负载平衡可行的路由路径。这项研究提高负载传感器节点中尤其是在集群头(CH)。此外,研究还提高了优化能量密度传感器节点之间的位置和旋转CH。在这个研究中,网关集群节能Centroid-based (GCEEC)提出了WSN路由协议。拟议中的协议选择和旋转的能量重心位置附近的CH集群。此外,每个CH选择网关节点多次反射本身和其他CH数据对BS减少负载在CH。我们做了一个著名的实验网络模拟器叫ns - 2.35分析GCEEC不同标准的性能,包括网络生命周期、网络吞吐量和能源消耗。实验结果显示,网络生命周期、吞吐量和能源消耗我们的协议比EECRP协议。 In the future, we will analyze the proposed protocol with other environments like drone-assisted WSN, wireless body area networks, and sensor-based transportation systems.
年代电子商务><年代ec sec-type="data-availability">没有数据必须包括在内。
年代电子商务><年代电子商务年代电子商务-type="COI-statement">作者宣称没有利益冲突。
年代电子商务><一个ck>这项工作也被部分由欧盟支持通过ERANETMED(通过ERANET联合活动和超越Euromediterranean合作)项目eranetmed3 - 227 SMARTWATIR。
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