La topología tolerante a fallos de las redes inalámbricas de sensores agrícolas se basa en una función de doble precio
Autores: Wu, Huarui; Han, Xiao; Yang, Baozhu; Miao, Yisheng; Zhu, Huaji
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
La topología tolerante a fallos de las redes inalámbricas de sensores agrícolas se basa en una función de doble precio
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Redes de sensores inalámbricos
Agricultura de precisión
Construcción de topología tolerante a fallos
Juego potencial
Detección de vértices de corte
Eficiencia energética de la red
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Las redes de sensores inalámbricos (WSN) permiten la adquisición de datos ambientales de múltiples fuentes y estados de cultivos en la agricultura de precisión. Sin embargo, el entorno agrícola complejo provoca que la topología de la WSN cambie con frecuencia y la probabilidad de conexión de enlace sea difícil de predecir. Con el fin de mejorar la utilización de los recursos de red y equilibrar el consumo de energía de la red, este artículo estudia un método de construcción de topología tolerante a fallas en la agricultura basado en el juego potencial y la detección de vértices de corte. Considerando la redundancia de conectividad, la vida útil de los nodos y la energía residual, se diseña un algoritmo de topología tolerante a fallas para WSN agrícolas basado en una función de doble precio. La red se agrupa según la ubicación de los nodos y la energía residual para formar un clúster efectivo de un solo salto. Basándose en el clúster de red, se construye la función de precio para reducir el consumo de energía y equilibrar la eficiencia energética de la red. La potencia de transmisión inicial establecida para la comunicación entre clústeres se obtiene mediante la teoría de juegos potenciales. Al preservar las características del juego de la topología, se eliminan los enlaces redundantes y se ajusta la potencia de transmisión mediante un algoritmo de detección de vértices de corte para realizar la construcción de una red de cabezales de clúster 2-conectada. Los resultados de la simulación muestran que la topología de red construida por el algoritmo estudiado puede equilibrar el consumo de energía y prolongar efectivamente la vida útil de la red.
Descripción
Las redes de sensores inalámbricos (WSN) permiten la adquisición de datos ambientales de múltiples fuentes y estados de cultivos en la agricultura de precisión. Sin embargo, el entorno agrícola complejo provoca que la topología de la WSN cambie con frecuencia y la probabilidad de conexión de enlace sea difícil de predecir. Con el fin de mejorar la utilización de los recursos de red y equilibrar el consumo de energía de la red, este artículo estudia un método de construcción de topología tolerante a fallas en la agricultura basado en el juego potencial y la detección de vértices de corte. Considerando la redundancia de conectividad, la vida útil de los nodos y la energía residual, se diseña un algoritmo de topología tolerante a fallas para WSN agrícolas basado en una función de doble precio. La red se agrupa según la ubicación de los nodos y la energía residual para formar un clúster efectivo de un solo salto. Basándose en el clúster de red, se construye la función de precio para reducir el consumo de energía y equilibrar la eficiencia energética de la red. La potencia de transmisión inicial establecida para la comunicación entre clústeres se obtiene mediante la teoría de juegos potenciales. Al preservar las características del juego de la topología, se eliminan los enlaces redundantes y se ajusta la potencia de transmisión mediante un algoritmo de detección de vértices de corte para realizar la construcción de una red de cabezales de clúster 2-conectada. Los resultados de la simulación muestran que la topología de red construida por el algoritmo estudiado puede equilibrar el consumo de energía y prolongar efectivamente la vida útil de la red.