Modelo RSSF-AG 85

O modelo é composto por 3 (três) fases. Na primeira fase, são definidos os valores para os parâmetros de configuração do AG e do simulador. Na segunda, o algoritmo proposto é executado para realizar a busca da melhor configuração de implantação dos nós sensores da RSSF. Na terceira e última fase, é gerado um arquivo com as coordenadas dos nós sensores que compõem a RSSF. Na Figura 5.1 é ilustrado o fluxograma com as 3 (três) fases do modelo descrito.

86 5.1.1 Configuração do AG e do Simulador

Na primeira fase do modelo apresentado neste trabalho, utilizou-se o aplicativo desenvolvido para criação do arquivo de configuração do algoritmo proposto. Nessa etapa, são fornecidas as informações sobre os parâmetros: da área do cenário; de configuração do AG; e da configuração do simulador.

Para gerar o arquivo de configuração é necessário que usuário já tenha definido as informações que caracterizam o problema a ser tratado pelo modelo proposto. As principais informações requeridas nessa etapa são divididas pelos seguintes grupos:

 Parâmetros de configuração das métricas: determina o escopo a ser alcançado com a busca. Para cada uma das 4 (quatro) métricas é definido um valor que quantifica o quão importante a métrica é para a busca;

 Parâmetros do cenário: para caracterizar o cenário é preciso informação sobre as dimensões de área, o relevo e o posicionamento de obstáculos, quando houver;

 Parâmetro do AG: usado para configurar o comportamento do AG durante a execução da busca;

 Parâmetros do simulador: utilizado para configurar o simulador com informações sobre as características dos nós sensores utilizados na rede, o tempo de simulação, o tipo de protocolos de roteamento e o tipo de aplicação a ser usada na simulação.

Após o fornecimento das informações ao aplicativo, é gerado o arquivo de configuração a ser utilizado na execução da busca. No APÊNDICE B, é apresentado com mais detalhes o aplicativo de geração do arquivo de configuração e os comandos necessários para sua utilização.

5.1.2 Execução do Algoritmo

A segunda fase é responsável por realizar a busca de uma configuração de implantação dos nós sensores da RSSF que proporcione o valor máximo para Equação (5.5). Com esse intuito, é utilizado um algoritmo de busca baseado nos AG. As configurações de implantação dos nós resultantes dessa busca são avaliadas por

87 meio de simulações, utilizando o simulador de evento discreto OMNeT++, em conjunto com o framework INET.

Todos os indivíduos (uma configuração de implantação dos nós sensores) gerados pelo algoritmo de busca são submetidos a uma simulação, para que seja possível quantificar: a taxa de cobertura; o somatório da energia residual de cada nó sensor; o TAFF da rede; e o TPP da rede.

Os valores das métricas que forem obtidos da extração dos dados gerada pelo simulador são utilizados no cálculo da função de avaliação proposto neste modelo. Utilizando o valor da função de avaliação, os indivíduos são classificados do maior valor para o menor. Sendo que, o individuo com maior valor é aquele que apresenta a melhor configuração de implantação e o individuo com menor valor, aquele com a pior configuração. Essa classificação será utilizada pelo módulo de elitismo para determinar quais indivíduos deverão ser preservados para a próxima geração.

No modelo proposto nesse trabalho, ficou definido, com a utilização de experimentos, que o uso do elitismo irá proporcionar melhores resultados nas buscas realizadas. O valor obtido da função de avaliação também é utilizado no módulo de seleção para calcular a probabilidade do individuo ser selecionado.

O módulo de seleção realiza um sorteio para escolher quais indivíduos serão utilizados pelo módulo de cruzamento na geração dos indivíduos da nova geração. Após a criação dos novos indivíduos, a geração anterior é descartada. As exceções desse descarte são para os indivíduos selecionados pelo módulo de elitismo, que serão preservados para a nova geração.

Os novos indivíduos também são submetidos ao módulo de mutação, responsável pela modificação de um bit do vetor binário que representa o individuo. A aplicação do módulo de mutação depende do parâmetro de probabilidade de mutação, definido na primeira fase.

Ao final da execução da busca, o modelo proposto gera um arquivo contendo o vetor binário com as informações de configuração de implantação dos nós sensores que proporcionou o maior valor para a função de avaliação utilizada nesse modelo. Além do vetor binário, também são disponibilizados: o número de indivíduos criados; o número de ocorrência de mutações; o número de gerações; os valores para as 4 (quatro) métricas; e o tempo de execução do algoritmo.

88 O comando utilizado para executar o algoritmo de busca do modelo proposto neste trabalho é mostrado com detalhes no APÊNDICE B.

5.1.3 Configuração de Implantação dos Nós da RSSF

A terceira e última fase do modelo é responsável por gerar o arquivo com os dados de posicionamento de cada nó sensor da RSSF. Para sua criação, foi desenvolvido um aplicativo que consegue abrir o arquivo gerado na segunda fase e extrair o vetor binário com as informações de posicionamento de cada nó sensor no cenário proposto.

Ao final da execução do aplicativo de extração de dados, ele gera um arquivo contendo as informações das coordenadas de localização dos nós sensores no cenário. Esse arquivo deve ser utilizado na implantação dos nós sensores da RSSF em estudo.

A apresentação do resultado da busca realizada pelo modelo sugerido nesse trabalho é um arquivo com as informações das coordenadas de cada nó da rede. No entanto, essas informações podem ser utilizadas para gerar outras formas de apresentação dos resultados, como o mostrado na Figura 6.12.

O comando utilizado para executar aplicativo de extração de dados é mostrado com detalhes no APÊNDICE B.