ارائه یک الگوریتم فرااکتشافی ترکیبی آشوبناک برای انتخاب سرخوشه های بهینه از نظر مصرف انرژی در شبکه های حسگر بیسیم

در تحقیق حاضر به منظور افزایش طول عمر شبکه های حسگر بیسیم، از الگوریتم فرا ابتکاری ترکیبی کرم شب تاب ازدحام ذرات (HFAPSO) برای انتخاب بهینه سرخوشه استفاده شده است. الگوریتمPSO دارای ضعف در رسیدن به نقطه بهینه سراسری است. یکی از رویکردهای بسیار جالب برای تقویت جستجوی سراسری الگوریتم PSO ، استفاده از نظریه آشوب است. بنابراین در تحقیق حاضر، یک رویکرد ترکیبی آشوبناک با نام CHFAPSO ارائه شده است. کارایی الگوریتم پیشنهادی با استفاده از یک شبکه تصادفی مورد ارزیابی قرار گرفته است و نتایج حاصل از آن با الگوریتم HFAPSO و LEACH-C مقایسه شده است. نتایج حاصل از پیاده سازی نشان میدهد که عملکرد الگوریتم پیشنهادی CHFAPSO به مراتب بهتر از دو الگوریتم دیگر است، بگونه ای که از نظر زمان اولین گره مرده نسبت به الگوریتم HFAPSO حدود ۱۳% و نسبت به الگوریتم LEACH-C حدود ۶۷% عملکرد بهتری داشته است. علاوه بر این، از نظر زمان آخرین گره مرده نیز در الگوریتم پیشنهادی نسبت به HFAPSO حدود %۶۰ و نسبت به الگوریتم LEACH-C حدود ۱۷۹ % دارای عملکرد بهتر است. به عنوان یک نتیجه گیری کلی می توان گفت که گرچه الگوریتم پیشنهادی CHFAPSO از نظر زمان اجرا، نیاز به مدت زمان بیشتری نسبت به دو الگوریتم دیگر دارد، اما از نظر معیارهای عملکردی مربوط به طول عمر شبکه ومصرف انرژی نسبت به دو الگوریتم HFAPSO و LEACH-C عملکرد بهتری دارد. با توجه به اینکه درطراحی شبکه های حسگر بیسیم، مصرف انرژی و طول عمر شبکه از فاکتورهای اصلی به شمار می آیند،بنابراین استفاده از الگوریتم CHFAPSO دارای مزایای اقتصادی است و نسبت به دو الگوریتم دیگر ارجحیت دارد.

 

کلیدواژه ها:

شبکه های حسگر بیسیم ، انتخاب بهینه سرخوشه ، الگوریتم فرا ابتکاری ، نظریه آشوب