ارائه یک الگوریتم اکتشافی پیشرفته برای خوشه بندی پروتکل سلسله مراتبی در شبکه های حسگر بی سیم

یکی از مسائل اساسی در طراحی شبکه های حسگر بیسیم، محدود بودن منبع انرژی سنسورهاست. بنابراین طراحی تکنیک های انرژی کارامد یکی از چالش های اصلی به ویژه در حوزه مسیریابی است تا بتوان با متعادل نمودن مصرف انرژی، طول عمر شبکه را بهبود بخشید. دراین پژوهش الگوریتم پیشنهادی اکتشافی پیشرفته برای خوشه بندی پروتکل سلسله مراتبی (AHACH) روی روش پایهHACH پیاده سازی شده است که دارای چهار مرحله عملیاتی محوری همزمان شامل: ۱-مکانیزم خواب و بیدار ۲-عملیات خوشه بندی ۳-محاسبه ی میانگین مصرف انرژی و فاصله ی گره ها و ۴- مسیریابی بهینه با پیش بینی مسیر جایگزین در زمان شکست انتقال داده ها می باشد. زمان بندی خواب با استفاده از پروتکل انتخاب تصادفی گره های غیرفعال (SSIN( مبتنی بر پرچمدارنمودن گره ها برای کاهش گره های فعال انجام می پذیرد و عملیات خوشه بندی مجدد و چرخشی نمودن نقش سرخوشه ها در هر دور نیز با استفاده از الگوریتم تکاملی بهبود یافته ی اکتشافی- متقاطع برای انتخاب سرخوشه HEECHS که مواد ژنتیکی را به طور منحصر به فردی با به کارگیری یک کراساور ترکیبی به منظور توزیع یکنواخت و ایجاد پیکربندی بهبودیافته سرخوشه ها، با هم ادغام می کند و مصرف انرژی را در شبکه هماهنگ می سازد انجام می شود. برای تضمین کارآیی فرایند انتخاب و ارزیابی کیفیت راه حلها، یک تابع هدف طراحی شد و در نهایت از یک پروتکل بازیابی مسیر استفاده گردید. در این پژوهش بعد از تشریح روش ارایه شده، به فرایند شبیه سازی برای نمایش مراحل مختلف آن پرداخته و در انتها ارزیابی بر روی سه سناریوی مختلف در قیاس با روش پایه انجام شد .در دوره ای ابتدایی، گرچه روش AHACH به لحاظ تعداد گره های زنده و منطقه تحت پوشش از روشHACH پایین تر و یا برابر بوده است ولی در ادامه اثبات نمودیم با بهینه سازی مصرف انرژی و ارسال تعداد بسته های پیام کمتر، میزان حیات شبکه و مناطق تحت پوشش حتی در محیط های ناهمگن با سطوح متفاوت انرژی بسیار مطلوب تر شده که منجر به ثبت بهبود کلی و موثر گردید.

کلیدواژه ها:

شبکه حسگر بیسیم ، الگوریتم ژنتیک ، مصرف انرژی