بهینه سازی مصرف انرژی شبکه های حسگر بی سیم با مکانیزم لایه بندی محیط و خوشه بندی مبتنی بر PSO

شبکه های حسگر بی سیم مجموعه ای از گره های حسگر کوچک هستند که هر یک از آنها توانایی جمع آوری اطلاعات از محیط پیرامون خود و ارسال آنها به یک ایستگاه پایه را دارند. یکی از عوامل موثر در بقای شبکه، محدود بودن انرژی موجود در این گره های حسگر می باشد. پروتکل های خوشه بندی یک رویکرد کارآمد برای تعدیل بار بین گره های حسگر و افزایش طول عمر شبکه هستند. با خوشه بندی داده های ارسالی، گره های درون خوشه توسط سرخوشه تجمیع شده و به ایستگاه پایه ارسال می شوند. با این حال، این پروتکل ها انتخاب مناسب ترین گره جهت سرگروه شدن را تضمین نمی نمایند. بدین منظور، در این مقاله یک الگوریتم جدید برمبنای الگوریتم های خوشه بندی و مسیریابی های چندگامه ارایه شده است. الگوریتم پیشنهادی با مکانیزمی خاص محیط شبکه حسگر را لایه بندی می کند و در هر لایه تعداد بهینه سرخوشه ها را مشخص کرده و سپس با استفاده از الگوریتم فراابتکاریPSO بهترین گره ها را برای سرخوشه شدن انتخاب می نماید. نتایج شبیه سازی الگوریتم پیشنهادی در محیط های مختلف با تعداد گره های متفاوت، نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی از نظر افزایش طول عمر شبکه نسبت به پروتکل های LEACH و ELEACH به طور میانگین حدود 40 درصد عملکرد بهتری داشته است.

کلیدواژه ها:

شبکه حسگر بی سیم ، ، طول عمر شبکه ، مسیریابی سلسله مراتبی ، پروتکل LEACH و ELEACH ، خوشه بندی ، الگوریتم PSO