ارائه یک الگوریتم خوشه بندی در شبکه های حسگر بی سیم با چاهک متحرک جهت کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر

با توجه به کاربرد وسیع شبکه های حسگر بی سیم در زمینه های متنوعی مانند نظارت محیط، کنترل دستگاه های توزیع شده و مدیریت فرآیندها از راه دور، بررسی چالش ها و بهبود کارایی آن ها ضروری به نظر می رسد. از جمله مهم ترین چالش هایی که در این شبکه ها مطرح است، چگونگی بهینه سازی مصرف انرژی و افزایش طول عمر شبکه با در نظر گرفتن محدودیت های موجود در آن است. یکی از راهکارهایی که برای بهبود این چالش مطرح شده، استفاده از خوشه بندی و به کارگیری چاهک های متحرک برای جمع آوری داده ها در سطح شبکه است. در سال های اخیر تعدادی از پژوهش های حوزه شبکه حسگر نشان داده که استفاده از خوشه بندی و چاهک متحرک کارایی شبکه های حسگر نسل جدید را به حداکثر می رساند. در این پژوهش قصد داریم با ارائه راهکارهای مختلف مانند خوشه بندی، فرآیند مسیریابی چاهک های متحرک و همچنین معماری و توزیع بهینه حسگرها، کارایی و صرفه جویی در انرژی حاصل شود. در این تحقیق، یک الگوریتم خوشه بندی ترکیبی برای شبکه های حسگر بی سیم ناهمگن پیشنهاد شده است که در آن برخی از گره ها اطلاعات را به طور مستقیم به ایستگاه پایه/چاهک انتقال می دهند درحالی که برخی دیگر از روش های خوشه بندی برای ارسال داده استفاده می کنند. منطقه شبکه به دو دایره تودرتو تقسیم شده است، گره های دایره مرکزی، حاوی گره های عادی است که به طور مستقیم با چاهک ارتباط برقرار می کنند، درحالی که گره های حلقه بیرونی دایره که گره های پیشرفته ای هستند و از انرژی بیشتری برخوردارند، از خوشه بندی استفاده می کنند. در اینجا از چاهک های متحرک نیز برای به حداکثر رساندن توان عملیاتی استفاده شده است. با استفاده از شبیه ساز متلب، الگوریتم پیشنهادی با پروتکل های LEACH، SEP و Z-SEP مقایسه شده و ثابت شده الگوریتم پیشنهادی ما از لحاظ دوره پایداری، توان عملیاتی و طول عمر نسبت به سایر روش های ذکر شده در بالا، عملکرد بهتری نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

شبکه حسگر بی سیم ، چاهک متحرک ، کاهش مصرف انرژی ، الگوریتم خوشه بندی ، افزایش طول عمر