Pengembangan Mekanisme Cluster Head Adoption Untuk Efisiensi Energi Leach-Based Clustering Protocol Pada Wireless Sensor Network

Adhisa, Ryan Rizki (2019) Pengembangan Mekanisme Cluster Head Adoption Untuk Efisiensi Energi Leach-Based Clustering Protocol Pada Wireless Sensor Network. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
5116201061-Master_Thesis.pdf

Download (2MB) | Preview

Abstract

Wireless Sensor Network (WSN) adalah sebuah teknologi yang memungkinkan untuk melakukan pengamatan terhadap kejadian / fenomena yang terjadi pada cakupan wilayah yang sangat luas dengan menggunakan perangkat komputer berukuran ringkas (sensor node) dan metode komunikasi secara nirkabel. Dalam WSN digunakan banyak sensor node yang fungsinya untuk mengumpulkan informasi seperti fenomena perubahan suhu, intensitas cahaya, panas, dll., dengan sebuah / beberapa pusat pengumpulan data (sink) dengan cara berkomunikasi melalui gelombang radio jarak dekat. Node pada WSN memiliki energi, kecepatan komputasi dan juga kapasitas memori yang terbatas sehingga perlu digunakan algoritma routing yang dapat meningkatkan performa jaringan. Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH) adalah salah satu algoritma routing WSN berbasis cluster. Ide utama LEACH adalah untuk membentuk cluster dengan sebuah node sebagai Cluster Head (CH) yang fungsinya untuk mengumpulkan data dari member node agar selanjutnya komunikasi dengan sink dapat dilakukan oleh CH tersebut saja. Pada LEACH pergantian CH dilakukan berdasarkan waktu, dimana sebuah sesi disebut round. Setiap round baru maka tiap node akan melakukan perhitungan berdasarkan sebuah rumus probabilitas untuk menentukan apakah dirinya menjadi CH apa tidak sehingga persebaran CH tiap round dapat dikatakan acak. Hal ini dapat menimbulkan masalah multiple CH, dimana terbentuk banyak CH yang berdekatan sehingga terlalu banyak CH advertisement yang dikirim. Selain itu dikarenakan jangkauan radio dari node terbatas, maka dapat terjadi masalah stray node dimana sebuah node yang tidak menjadi CH tidak menerima CH advertisement. Oleh sebab itu pada penelitian ini diusulkan sebuah metode pemilihan CH dalam masalah multiple CH yang energy-aware dimana CH dengan tingkat residual energy yang tertinggi akan diadopsi oleh member node. Untuk menyelesaikan masalah stray node, dilakukan pembentukan cluster dengan cara menjalankan ulang fase setup LEACH oleh stray node yang memiliki tetangga beberapa stray node lain yang tingkat energinya lebih rendah. Dari Hasil penelitian menunjukkan, bahwa dengan mengimplementasikan kedua metode yang diusulkan dapat meningkatkan network lifetime hingga 779 menit, PDR meningkat 3%, dan juga menghasilkan residual energy rata-rata pada T-1000, T-2000, dan T-3000 menit masing-masing lebih tinggi 1,7%, 2,4%, dan 1,9%. ================================================================================================ Wireless Sensor Network (WSN) is a technology that enabled us to monitor natural phenomena in a vast area using wirelessly connected small form-factor computer hardware called sensor node. In WSN many sensor nodes are used to collect information such as changes in temperature, light intensity, etc., with a single data collector used called sink through a short-radio wave communication. Typically, nodes in WSN have limited energy, computational speed, and memory capacity so an efficient routing algorithm is needed to maximize the network performance. Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH) is one of the cluster-based routing algorithms. The main idea of LEACH is to form a cluster with a single node that acts as cluster head (CH) to collect sensed data from member node so then the data is sent to the sink by only the CH to conserve energy. In LEACH CH job is rotated based on a time called round. At the beginning of each new round, every node in the network will do a probabilistic calculation to determine whether it becomes a CH or not for that round so the CH is randomly formed. This can cause multiple CH situations, where more than one CH is formed closely together and the same member node is receiving more than one CH advertisement message. Other than that because of limited radio coverage of CH, some of the nodes in the network will not receive any of the CH advertisement message thus become a stray node. In this research, a method to deal with the problems mentioned is proposed. For the multiple CH situations, CH with higher residual energy will be adopted by member node. For the stray node problem, a second cluster forming mechanism with energy consideration is proposed so that stray nodes can form its own clusters. The results of the experiment show that with the proposed method implemented, network lifetime can be increased by 779 minutes, Packet Delivery Ratio (PDR) can be improved by up to 3%, and the average residual energy of the network at T-1000, T-2000, and T-3000 minutes is higher by 1,7%, 2,4%, and 1,9% respectively.

Item Type: Thesis (Masters)
Additional Information: RTIf 004.6 Adh p-1 2019
Uncontrolled Keywords: LEACH, Multiple CH, Stray Node, WSN
Subjects: T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA158.7 Computer network resources
T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK5103.2 Wireless communication systems. Two way wireless communication
Divisions: Faculty of Information Technology > Informatics Engineering > 55101-(S2) Master Thesis
Depositing User: Ryan Rizki Adhisa
Date Deposited: 30 Jun 2021 04:43
Last Modified: 30 Jun 2021 04:43
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/60667

Actions (login required)

View Item View Item