Kablosuz algılayıcı ağlarda enerji tasarrufu için genetik algoritma tabanlı bir kümeleme algoritması
Genetic algorithm based clustering in wireless sensor networks for energy efficiency
Yazar: GÖKSEL TÜRKOĞLU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. İZZET PEMBECİ ; YRD. DOÇ. DR. AYŞEGÜL ALAYBEYOĞLU
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Genetik algoritma tekniği = Genetic algorithm technique ; Kablosuz ağlar = Wireless networks

Özet:
Günümüzde yarı iletken teknolojisindeki hızlı ilerleme sayesinde elektronik devre üniteleri küçük boyutlara getirilip birleştirilerek çok çeşitli yeteneklere sahip cihazlar oluşturulabilmekte ve bu cihazlar kolektif bir yapı içerisinde birbirleriyle haberleşebilmektedir. Bu yapıya sahip oluşumlardan bir tanesi de algılayıcı ağlardır. Kablosuz ağ teknolojisiyle birbirlerine bağlanan, enerji, bellek ve işlem gücü olarak sınırlı kaynaklara sahip olan çok sayıda algılayıcı düğümün bir araya gelmesiyle oluşan algılayıcı ağlardaki en büyük problemlerden biri düğümlerdeki enerji tüketimidir. Yapılan bu çalışmada temel amaç, algılayıcı düğümlerin enerjilerini verimli bir biçimde kullanabilmesini sağlayacak olan etkin bir kümeleme algoritması oluşturmaktır. Bu amaçla, çok boyutlu bir arama uzayında en iyi çözümün bulunmasına yardımcı olan genetik algoritma yöntemi kullanılarak, algılayıcı düğümlerin çeşitli kümeleme durumlarındaki enerji tüketimleri gözlemlenmiş ve ağın uzun yaşam sürecine ve o andaki durumuna en uygun kümelenme biçimi tespit edilmeye çalışılmıştır. Bu tez çalışmasında sunulan kümeleme algoritması, algılayıcı ağlar için geliştirilmiş ve yaygın olarak kabul görmüş bir kümeleme algoritması olan Leach (düşük enerjili adaptif kümeleme hiyerarşisi) protokolü ile karşılaştırılmış ve Leach protokolüne göre ağ performansının arttığı gösterilmiştir.Benzetim ortamı olarak doğal ve sosyal olayların benzetimi amacıyla kullanılan, özellikle zaman içerisinde gelişen karmaşık sistemleri modellemekte kullanılan NetLogo yazılımı kullanılmış olup, algılayıcı düğümlerin değişen durumlarda sergilemiş olduğu davranışlar ve çeşitli parametrelerin değişik değerlerinin algoritma performansı üzerindeki etkisi incelenmiştir.

Abstract:
Today, thanks to rapid progress in semiconductor technology, electronic circuit units can be brought into smaller size and combined with each other. So that electronic circuits can be created with a wide variety of functionality and they can communicate collectively with each other. Wireless sensor networks (WSN) are an example of this trend. Sensor nodes in these networks communicate each other via wireless technology and they have limited energy, memory and computing power. Thus, energy efficiency is a crucial aspect of WSN. In this study, the main objective is to create an ideal clustering scheme for sensor nodes which will enable them to use their energy more efficiently. Energy consumption is observed in the state space of possible clusterings by using genetic algorithms and the ideal clustering is tried to be determined to prolong the life of the network. The clustering algorithm presented in this study is compared with the scholarly accepted and widely used Leach (low energy adaptive clustering hierarchy) algorithm which has the same purpose and the results showed that our algorithm performs better.In this study, NetLogo, a programming language and environment to model natural and social phenomena, is used to implement our algorithm and simulate the results. Additionally, various values of the algorithmic parameters are tested to find the optimal performance.