خوشه بندی کارآمد انرژی در شبکه های چند گامی حسگر بی سیم با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات چندهدفه

یکی از چالش های اصلی در شبکه های حسگر بی سیم (WSN)، طراحی روشی بهینه برای انتقال اطلاعات از گره های شبکه به ایستگاه پایه با مصرف انرژی کمتر است. به همین منظور در این مقاله یک روش خوشه بندی مبتنی بر بهینه سازی اجتماع ذرات چند هدفه (MOPSO) برای افزایش کارایی انرژی در این شبکه ها ارائه شده است. درروش پیشنهادی، از یک الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات دودویی برای مکان یابی گره توزیع شده در شبکه های حسگر بی سیم استفاده شده و یک مدل مسیریابی چند قیدی با تبدیل محدودیت ها به تابع پنالتی، طراحی گردیده است. همچنین با الهام از ایده انتخاب طبیعی و جهش الگوریتم ژنتیک (GA)، تنوع ذرات در الگوریتم MOPSO افزایش داده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش پیشنهادی در مقایسه با سایر روش ها، توانسته زمان محاسباتی را به اندازه ۸/۵۹ درصد کاهش دهد. همچنین، نرخ موفقیت مکان یابی، که به درصد گره هایی اشاره دارد که مکان آن ها به درستی تشخیص داده شده است، تا ۵۴ درصد افزایش یافته است. بااین حال، میزان خطای مکان یابی، که نشان دهنده انحراف میان مکان تخمین زده شده و مکان واقعی گره ها است، به میزان ۲/۳ درصد بیشتر شده است. این بهبودها منجر به افزایش طول عمر شبکه و کارایی انرژی در شبکه های حسگر بی سیم، حتی با وجود افزایش جزئی در خطای مکان یابی شده است.

کلیدواژه ها:

خوشه بندی ، مکان یابی ، بهینه سازی ازدحام ذرات ، شبکه های حسگر بی سیم ، یکپارچه سازی داده ها