نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

• بیتا سلیمی قادی
• مهدی گل سرخ تبار امیری

گروه کامپیوتر، واحد بابل، دانشگاه آزاد اسلامی، بابل

چکیده

شبکه‌های بی‌سیم بدن، گونه‌ی خاصی از شبکه‌های حسگر بی‌سیم هستند که امروزه کاربردهای زیادی دارند. از جمله‌ی مهم‌ترین این کاربردها پایش سلامتی انسان است. پایش سلامتی با هدف بهبود خدمات سلامت انجام می­شود. از مهم‌ترین چالش‌ها در این نوع شبکه­ها، کارایی، توان عملیاتی بالا و طول عمر شبکه می‌باشد. از جمله روش‌های ممکن برای افزایش طول عمر شبکه­های بی­سیم بدن، استفاده از راه­کار برداشت انرژی از بدن یا فعالیت بدنی است. در شبکه‌های با امکان برداشت انرژی، انرژی گره‌های حسگر به پایان نمی‌رسد، بلکه پس از رسیدن به یک حد آستانه، گره به حالت برداشت انرژی رفته و به‌ صورت بلوکه در می‌آید و تا زمان رسیدن به حد انرژی مشخص، در عملیات شبکه شرکت نمی‌کند. در این مقاله، یک پروتکل مسیربابی انرژی برداشت برای بهبود کارایی شبکه‌های بی‌سیم بدن ارائه شده است. در شبکه‌ی پیشنهادی، گره‌های حسگر علائم حیاتی بدن، از قابلیت برداشت انرژی برخوردار هستند. در روش مسیریابی پیشنهادی از یک گره رابط برای انتقال داده‌ها از سایر گره‌های حسگر به چاهک استفاده شده است. زمانی که فاصله‌ی گره حسگر تا چاهک کمتر از فاصله‌ی گره حسگر تا گره رابط است، پروتکل پیشنهادی، برای ارسال داده­ها از  مسیریابی تک‌گامه استفاده می‌کند. هم‌چنین، اگر نوع داده اضطراری تشخیص داده شود، برای ارسال آن از ارسال تک‌گامه، و در غیر این صورت از روش ارسال چندگامه استفاده خواهد شد. با هدف افزایش توان عملیاتی، گره­ها در هنگام برداشت انرژی، به حالت بلوکه نمی‌روند، بلکه داده‌ها را به نزدیک‌ترین همسایه‌ی خود ارسال می‌کنند. پروتکل پیشنهادی توانسته در مقایسه با روش‌های پیشین، توان عملیاتی و طول عمر شبکه را بهبود بخشد و در سایر معیارهای کارایی، نسبت به روش­های پیشین عمل‌کرد بهتری داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

• شبکه‌های بی‌سیم بدن
• انرژی برداشت
• مسیریابی
• طول عمر شبکه
• پایش سلامتی

موضوعات

• برهم‌کنش انسان و رایانه

عنوان مقاله [English]

Energy-Efficient Routing Protocols for Energy Harvesting Wireless Body Area Networks

نویسندگان [English]

• Bita Salimi Qadi
• Mehdi Golsorkhtabaramiri

Department of Computer Engineering, Babol Branch, Islamic Azad University, Babol, Iran

چکیده [English]

Wireless body area networks (WBANs) are specific kinds of wireless sensor network which have been widely used in many areas, especially for health monitoring in the areas of health services and healthcare. Among the most important challenges concerning these networks are performance, high throughput and increasing network lifespan. One of the possible ways to increase network lifetime is to use energy harvesting possibility. In energy harvesting WBANs, the energy of the sensor nodes does not end, but upon reaching a threshold, the node goes into a power-consuming mode and becomes blocked and does not participate in the network operation until it reaches the required energy. In this paper, an energy-efficient routing protocol for energy harvesting WBANS is proposed. In this protocol, the medical sensor nodes on the patient's body have the ability of energy harvesting while the routing method and transmitter node are used to transfer data from sensor nodes to the sink. This method uses single hob routing when the distance between the sensor node and the sink is less than that of the sensor node to the transmitter node. Also, if emergency data is detected, a single hob routing is used to send data, otherwise, multi hob routing is used to do so. Also, to increase throughput during energy harvesting, the sensor node does not block, but sends the data to its nearest neighbor. This protocol has been able to improve network throughput and lifetime. We used energy harvesting to increase network lifetime and routing techniques to reduce energy consumption.

کلیدواژه‌ها [English]

• Wireless Sensor Body Area Networks
• Energy Harvesting
• Routing
• Network Life-Time
• Health Monitoring