Un novedoso enfoque de implementación de sensores basado en percepción probabilística para redes inalámbricas de sensores industriales
Autores: Liu, Xiaokai; Xu, Fangmin; Ning, Lina; Lv, Yuhan; Zhao, Chenglin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un novedoso enfoque de implementación de sensores basado en percepción probabilística para redes inalámbricas de sensores industriales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Desarrollo
Internet industrial de las cosas
Redes de sensores
Estrategia de implementación
Optimización
Métrica de rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
El rápido desarrollo de la tecnología de Internet Industrial de las Cosas (IIoT) ha destacado el papel crítico de las redes de sensores inalámbricos en la habilitación de la producción inteligente y el monitoreo de equipos. La implementación efectiva de sensores es esencial para garantizar la calidad de la comunicación y la velocidad de transmisión en entornos de IIoT. Este documento presenta una estrategia novedosa de despliegue de sensores que integra cuatro métricas clave: costo de despliegue, consumo de energía, conectividad de red y probabilidad de detección. Para abordar los desafíos de la optimización multidimensional, el método propuesto normaliza estas métricas y asigna pesos apropiados basados en su importancia relativa. Una innovación importante de este enfoque es la inclusión de obstáculos ambientales a mayor escala, lo que mejora su adaptabilidad a diversos entornos industriales y escenarios específicos de despliegue. A través de un conjunto exhaustivo de experimentos de simulación en diferentes escenarios, el algoritmo híbrido de enjambre de partículas/genético propuesto demuestra un rendimiento superior en comparación con los métodos existentes, incluso superando el 10% en rendimiento. Específicamente, sobresale en la optimización de la métrica de rendimiento de red recién introducida y mejora significativamente el tiempo de convergencia de búsqueda, convirtiéndolo en una solución altamente eficiente y efectiva para la optimización de redes de sensores en aplicaciones de IIoT.
Descripción
El rápido desarrollo de la tecnología de Internet Industrial de las Cosas (IIoT) ha destacado el papel crítico de las redes de sensores inalámbricos en la habilitación de la producción inteligente y el monitoreo de equipos. La implementación efectiva de sensores es esencial para garantizar la calidad de la comunicación y la velocidad de transmisión en entornos de IIoT. Este documento presenta una estrategia novedosa de despliegue de sensores que integra cuatro métricas clave: costo de despliegue, consumo de energía, conectividad de red y probabilidad de detección. Para abordar los desafíos de la optimización multidimensional, el método propuesto normaliza estas métricas y asigna pesos apropiados basados en su importancia relativa. Una innovación importante de este enfoque es la inclusión de obstáculos ambientales a mayor escala, lo que mejora su adaptabilidad a diversos entornos industriales y escenarios específicos de despliegue. A través de un conjunto exhaustivo de experimentos de simulación en diferentes escenarios, el algoritmo híbrido de enjambre de partículas/genético propuesto demuestra un rendimiento superior en comparación con los métodos existentes, incluso superando el 10% en rendimiento. Específicamente, sobresale en la optimización de la métrica de rendimiento de red recién introducida y mejora significativamente el tiempo de convergencia de búsqueda, convirtiéndolo en una solución altamente eficiente y efectiva para la optimización de redes de sensores en aplicaciones de IIoT.