یک پروتکل مجتمع برای خوشه بندی و مسیریابی در شبکه حسگر بی سیم با استفاده از جستجوی فاخته و هارمونی

به منظور مدیریت کارآمد انرژی در شبکه های حسگر، می توان داده های حس شده توسط منابع را بصورت خوشه جمع آوری نمودو سپس به سمت ایستگاه پایه ارسال نمود. اما شبکه های مبتنی بر ساختار خوشه بندی خود با چالش هایی مانند تعیین ساختاربهینه خوشه ها و جلوگیری از اتلاف انرژی گره های مجاور ایستگاه پایه مواجه می باشند. مسئله ذکر شده می تواند بصورت یکمسئله بهینه سازی مطرح گردد. در این پایان نامه برای حل مشکلات ذکر شده از راهکار خوشه بندی نامتقارن شبکه حسگربی سیم استفاده می شود. بدین معنا که در ساختار خوشه بندی شبکه، اندازه هر خوشه ممکن است متفاوت از سایر خوشه ها باشد.این ساختار موجب می شود که با استفاده از خوشه هایی با شعاع کوچکتر بتوان مصرف انرژی در نواحی پرازدحام را کاهش دادهو از طرفی با بکارگیری خوشه هایی با شعاع بزرگتر برای نواحی با ترافیک پایین؛ توان عملیاتی شبکه را افزایش داد. در روشپیشنهادی از الگوریتم جستجوی فاخته به منظور تعیین گره های بهینه سرخوشه و همچنین تعیین شعاع بهینه برای هر خوشهاستفاده شده است. پس از تعیین ساختار خوشه بندی شده شبکه، از الگوریتم جستجوی هارمونی به منظور تعیین مسیرهایبهینه جهت ارسال داده به سمت ایستگاه پایه استفاده شده است. عملکرد روش پیشنهادی در محیط شبیه سازی مورد ارزیابیقرار گرفته و کارایی آن با الگوریتم های پیشین مقایسه شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که با استفاده از روشپیشنهادی می توان علاوه بر کاهش مصرف انرژی، از بروز ترافیک در سطح شبکه جلوگیری نموده و توزیع بار را بصورت کارآمدتریانجام داد.

کلیدواژه ها:

شبکه حسگر بی سیم ، خوشه بندی ، مسیریابی ، جستجوی فاخته ، جستجوی هارمونی