AHP-TOPSIS para el diseño de redes de sensores inalámbrica con topología tipo clúster con nodos sensores en tierra y nodo sumideros instalado en un vehículo aéreo no tripulado

• Camargo-Ariza, Luis Leonardo ^[1] ; Gasca-Mantilla, Maira Cecilia ^[2] ; Castrillo-Fernandez, Luis Jose ^[1]
  1. [1] Universidad del Magdalena

     Universidad del Magdalena

     Colombia

     
  2. [2] Universidad Antonio Nariño

     Universidad Antonio Nariño

     Colombia

     
• Localización: Respuestas, ISSN 0122-820X, ISSN-e 2422-5053, Vol. 26, Nº. 2, 2021 (Ejemplar dedicado a: Mayo - Agosto 2021), págs. 35-47
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • AHP-TOPSIS for the design of wireless sensor networks in a cluster topology with sensor nodes on the ground and a sink node installed in an unmanned aerial vehicle
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    Las redes inalámbricas de sensores regularmente están formadas por numerosos nodos con baja capacidad de energía, comunicación, procesamiento y almacenamiento. El diseño de estas redes presenta desafíos relacionados con el consumo energético, latencia y modo de recolección de la información. La configuración de los nodos en clústeres y el uso de vehículo aéreo no tripulado como nodo recolector mejora el rendimiento energético de la red y facilita la recopilación de los datos. Sin embargo, se requiere de la selección de un nodo líder de clúster que concentre los datos recolectados por los otros nodos y los reenvíe al equipo móvil en el aire. El objetivo de este trabajo consiste en la selección del nodo líder de clúster que optimice el rendimiento de la red. Para la selección se aplica métodos de toma de decisiones multicriterio. Primero se emplea el proceso analítico jerárquico para identificar la prioridad de los criterios empleados en la toma de decisión. Posteriormente, se emplea la técnica para el orden de preferencia por similitud con la solución ideal para la selección del nodo líder. Como resultado se obtiene el vector de prioridades de los criterios: energía residual 56.51%; nivel de intensidad de señal recibida 27.2%, energía empleada en la transmisión 10.38%, y número de nodos vecinos 5.91%. Además, se propone el algoritmo para optimizar la selección del nodo líder en el clúster.

  • English

    Wireless sensor networks regularly consist of numerous nodes with low energy, communication, processing and storage capacity. The design of these networks presents challenges related to energy consumption, latency and data collection mode. The configuration of nodes in clusters and the use of unmanned aerial vehicle as a collector node improves the energy efficiency of the network and facilitates data collection. However, it requires the selection of a cluster leader node that concentrates the data collected by the other nodes and forwards it to the mobile equipment in the air. The objective of this work is to select the cluster leader node that optimizes the network performance. Multi-criteria decision making methods are applied for the selection. First, the hierarchical analytical process is used to identify the priority of the criteria used in the decision making process. Subsequently, the technique for the order of preference by similarity with the ideal solution is used for the selection of the leading node. As a result, the vector of priorities of the criteria is obtained: residual energy 56.51%; received signal strength level 27.2%, energy used in transmission 10.38%, and number of neighboring nodes 5.91%. In addition, the algorithm to optimize the selection of the leader node in the cluster is proposed.