ارائه یک الگوریتم مسیریابی چند مسیره انرژی کارا در سیستم های اینترنت اشیاء

نویسندگان

1 گروه مهندسی کامپیوتر، واحد محلات، دانشگاه آزاد اسلامی، مرکزی، ایران

2 گروه مهندسی کامپیوتر، واحد مبارکه، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

3 گروه مهندسی کامپیوتر، واحد دولت آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

چکیده

اینترنت اشیاء شبکه ­ای با طیف گسترده از اشیاء و وسایل هوشمند است که به اینکه این اشیای فیزیکی قادر به تبادل اطلاعات با سایر اشیای فیزیکی هستند، اشاره دارد. اینترنت اشیاء سرویس­های متنوعی را معرفی کرده و زندگی روزمره بشری وابسته به فعالیت های مطمئن و قابل دسترس آن است. این شبکه­ها با مشکلات متعددی در زمینه مصرف انرژی و ارتباط مطمئن جهت ارسال صحیح داده مواجه هستند و ویژگی­های این شبکه­ها همچون پویا بودن توپولوژی و وجود محدودیت انرژی به دلیل بیسیم بودن؛ مسئله مسیریابی در این شبکه­ها را به چالش کشیده است؛ پروتکل AOMDV یکی از پروتکل های چند مسیری است که برای حفظ تعادل بار ترافیکی، مدیریت وکنترل مصرف انرژی گره­ها و کاهش تاخیر از چند مسیر مختلف برای ارسال اطلاعات استفاده می کند ولی از نظر نرخ گم شدن بسته ها دارای ضعف است. در این  مقاله این پروتکل به گونه­ای بهبود داده می­شود که برای انتخاب مسیرهای مجزا جهت ارسال بسته­ها، پر انرژی­ترین مسیرها را انتخاب کند. برای این کار فرمت بسته­های AOMDV تغییر داده شده و فیلدهایی به آن اضافه می­شود تا معیار انرژی نیز برای انتخاب مسیر در اینترنت اشیاء درنظر گرفته شود. روش پیشنهادی با نام EEA-IOT معرفی شده است. برای نشان دادن کارایی روش پیشنهادی با روش  AOMDV و  SMG در معیارهای نرخ گم شدن بسته و میزان انرژی باقیمانده در دو سناریو متفاوت مقایسه شده است که نتایج نشان دهنده عملکرد بهتر روش پیشنهادی  است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Energy Efficient Multi Path Routing Protocol in Internet of Things

نویسندگان [English]

  • Mohsen Khorasani 1
  • Mohammadreza Ramezanpour 2
  • Reihaneh Khorsand 3
چکیده [English]

Internet of things (IoT) is a network with a wide range of smart and physical objects and gadgets that can exchange information with each other. IOT introduces a variety of services that human life is dependent on its secure and accessible activities. These networks face numerous problems in terms of energy consumption and reliable communication to send the correct data. Moreover, the characteristics of these networks, such as the dynamism of their topology and the presence of energy constraints due to their wireless property led to challenges in the routing problem. The AOMDV protocol is one of the multi-path protocols that has been designed to maintain the balance of traffic load, management and control of energy consumption of nodes, delay deduction and etc. It uses several different paths to send it has a weakness in terms of the rate of package loss. In this article, an improvement of AOMDV called EEA_IOT is presented where the routes with high energy are selected for sending packets. To this end, the format of the AOMDV packets and some fields are added to so that the energy criterion is considered for routing in IOT. To demonstrate the efficiency of the proposed method, it is compared to AOMDV and SMG through two different scenarios in terms of packet loss rate and residual energy. The results indicate a better performance of the proposed method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Internet of things
  • Energy consumption
  • multi-path protocol
  • AOMDV
  • EEA-IOT
  • reduction of delay
  1. [1 ] . Noura, M., Atiquzzaman, M., & Gaedke, M. (2018). Interoperability in Internet of Things Taxonomies and Open Challenges. Mobile Networks and Applications. doi10.1007s11036-018-1089-9 [ 2]. Bayoumi, M., Griffith, D., Richter, W., & Krishnamurthy, R. (2016, September). Industry forum: IoT for real life part I. In System-on-Chip Conference (SOCC), 2016 29th IEEE International (pp. 1-2). IEEE. [3]. Ghayvat, H., Mukhopadhyay, S., Gui, X., & Suryadevara, N. (2015). WSN-and IOT-based smart homes and their extension to smart buildings. Sensors, 15(5), 10350-10379. [4]. Cui, X. (2016). The internet of things. In Ethical Ripples of Creativity and Innovation (pp. 61-68). Palgrave Macmillan, London. [5] . Roy, S. S., Puthal, D., Sharma, S., Mohanty, S. P., & Zomaya, A. Y. (2018). Building a Sustainable Internet of Things: Energy-Efficient Routing Using Low-Power Sensors Will Meet the Need. IEEE Consumer Electronics Magazine, 7(2), 42–49. doi:10.1109/mce.2017.2776462 [6]. Vermesan, O., & Friess, P. (Eds.). (2013). Internet of things: converging technologies for smart environments and integrated ecosystems. River Publishers. [7]. Dhumane, A., Prasad, R., & Prasad, J. (2016). Routing issues in internet of things: a survey. In Proceedings of the International MultiConference of Engineers and Computer Scientists (Vol. 1, pp. 16-18). [8]. Kharkongor, C., Chithralekha, T., & Varghese, R. (2016). A SDN Controller with Energy Efficient Routing in the Internet of Things (IoT). Procedia Computer Science, 89, 218-227. [9]. Tseng, C. H. (2016). Multipath load balancing routing for Internet of things. Journal of Sensors, 2016 [10]. ZHANG, X. J., QU, Z. Y., & ZHANG, M. L. (2017). A High Efficient Self-Organizing Network Protocol for Large Scale Aware Nodes in Internet of Things. DEStech Transactions on Engineering and Technology Research, (amma). [11]. Mahmud, M. A., Abdelgawad, A., & Yelamarthi, K. (2017). Energy Efficient Routing for Internet of Things (IoT) Applications. [12]. Shen, J., Wang, A., Wang, C., Hung, P. C., & Lai, C. F. (2017). An Efficient Centroid-Based Routing Protocol for Energy Management in WSN-Assisted IoT. IEEE Access, 5, 18469-18479. [13]. Hatzivasilis, G., Papaefstathiou, I., & Manifavas, C. (2017). SCOTRES: Secure Routing for IoT and CPS. IEEE Internet of Things Journal, 4(6), 2129-2141. [14]. Wen, S., Huang, C., Chen, X., Ma, J., Xiong, N., & Li, Z. (2017). Energy-efficient and delay-aware distributed routing with cooperative transmission for Internet of Things. Journal of Parallel and Distributed Computing. [15]. Debroy, S., Samanta, P., Bashir, A., & Chatterjee, M. (2018). SpEED-IoT: Spectrum aware energy efficient routing for device-to-device IoT communication. Future Generation Computer. Systems.doi: 10.1016/ j.future. 2018.01.002 [16]. Qiu, T., Chen, N., Li, K., Atiquzzaman, M., & Zhao, W. (2018). How Can Heterogeneous Internet of Things Build Our Future: A Survey. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 20(3), 2011–2027.doi: 10.1109/ comst.2018.2803740 [17]. Mayuri A. Bhabad, Sudhir T. Bagade, “Internet of Things: Architecture, Security Issues and Countermeasures”, International Journal of Computer Applications (0975 – 8887), Volume 125 – No.14, September 2015. [18]. Qiu, T., Sun, W., Bai, Y., & Zhou, Y. (2013). An efficient multi-path self-organizing strategy in internet of things. Wireless personal communications, 73(4), 1613-1629.