یک روش خوشه بندی توزیع شده مبتنی بر منطق فازی برای بهینه سازی مصرف انرژی و انتقال داده در شبکه های حسگر بی سیم

بنا به اهمیت بالای بهینه سازی مصرف انرژی در شبکه های حسگر بی سیم، الگوریتم های خوشه بندی و سپس مسیریابی خوشه ای به طور گسترده ای در این شبکه ها طراحی و استفاده می شوند. به منظور جمع آوری اطلاعات در ایستگاه پایه، هر گره حسگر، داده ها را به سر خوشه ای که به آن تعلق دارد با ارتباط یک یا چندگامی، انتقال می دهد. ارتباط چندگامی در خوشه، مساله عدم تعادل بار و در نتیجه، مصرف انرژی زیاد گره های میانی را که نزدیک به سرخوشه می باشند، دربردارد. انرژی این گره ها سریع تر از گره های دورتر مصرف می شود و در نتیجه، این موضوع، موجب مرگ زودهنگام این گره ها و نیز کاهش طول عمر شبکه می گردد .در این مقاله، الگوریتمی توزیع شده برای خوشه بندی با هدف صرفه جویی در مصرف انرژی پیشنهاد می شود. در انتخاب سرخوشه ها در روش پیشنهادی که DEEFCA نامیده می شود، انرژی و درجه گره مورد بررسی و انرژی باقی مانده گره های همسایه آن گره، فاصله بین سرخوشه های انتخابی، مدت زمان ارسال بسته و تعداد گام ها از گره مورد بررسی تا ایستگاه پایه و پراکندگی، به عنوان پارامترهای ورودی در نظر گرفته می شوند. در این الگوریتم، هر گره احتمال سرخوشه شدن خود را با استفاده از سیستم استنتاج فازی به شیوه ای توزیع شده محاسبه می کند. نتایج حاصل و ارزیابی ها نشان می دهند که DEEFCA در مقایسه با روش های مشابهEEDCF ،DFLC و EADEEG طول عمر شبکه (با در نظر گرفتن زمان مردن نیمی از گره ها) را به ترتیب، به میزان %۱۲.۸، %۲۱.۵ و %۲۵.۸ بهبود می بخشد و نیز، مقدار انتقال داده در شبکه به میزان %۱۹.۷، %۷۱ و %۱۶۷ افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

شبکه های حسگر بی سیم ، خوشه بندی ، منطق فازی ، بهینه سازی مصرف انرژی ، انتقال داده