کاهش مصرف انرژی در شبکه های حسگر بی سیم با استفاده از پروتکل خوشه بندی مبتنی بر انرژی خود سامانده

میثم شیرمحمدی¹ مسعودمرادخانی²

1) دانشجوی کارشناسی ارشد کامپیوتر گرایش نرم افزار،دانشگاه آزاد اسلامی واحد ایلام،ایران
2) استادیار گروه مهندسی برق گرایش مخابرات ،دانشگاه آزاد اسلامی واحد ایلام، ایران

محل انتشار : چهارمین کنگره بین المللی مهندسی، تکنولوژی و علوم کاربردی - نیوزلند(etas2019.com)
چکیده :
مطالعه شبکه حسگر بی سیم عمدتا بر روی افزایش مقادیر دو پارامتر اصلی مانند طول عمر شبکه و اطلاعات قابل اطمینان تاکید می کند. همه الگوریتم ها و روش های معمولی از چنین شبکه هایی استفاده می کنند و تلاش می کنند تا عملکرد آنها را بهبود بخشند و در نتیجه بهترین مقادیر را برای دو پارامتر به دست بیاورند .امروزه ، در شبکه های حسگر بی سیم ، پروتکل های مسیریابی مبتنی بر خوشه بندی از طریق گره های همسایه به خوشه های مجزا و انتخاب سرخوشه های محلی برای ترکیب و ارسال اطلاعات هر خوشه به ایستگاه مبنا و سعی در مصرف انرژی توسط گره های شبکه ، بهترین کارایی را از لحاظ افزایش طول عمر و حفظ پوشش شبکه ای در مقایسه با سایر روش های مسیریابی به دست می آورند. با این وجود ، همه پروتکل های خوشه بندی ارایه شده تا کنون تنها نزدیکی جغرافیایی (همسایگی را بعنوان پارامتر تشکیل خوشه ها در نظر گرفته اند . در این مقاله یک پروتکل جدید خوشه بندی متمرکز مبتنی بر انرژی با استفاده از شبکه عصبی نقشه ی خود سازماندهی برای شبکه های حسگر بی سیم ارایه می شود که قادر به خوشه بندی گره های شبکه بر اساس سطح انرژی و مختصات گره ها می باشد. این پروتکل با استفاده از تعداد مشخصی از گره های پر انرژی در شبکه و اعمال آن ها به عنوان وزن نوروون های نقشه ی خود سازماندهی ، نزدیک ترین گره های کم انرژی را جذب گره های پر انرژی می کند ، به طوری که خوشه ها لزوما از گره های مجاور تشکیل نشده و در واقع بر اساس دو پارامتر سطح انرژی و همسایگی ، خوشه هایی با انرژی متوازن تشکیل خواهند شد. به علاوه یک تابع هزینه جدید به منظور تصمیم گیری در انتخاب گره های سرخوشه ، پیشنهاد شده است که سعی در ترکیب معیارهای مختلف در انتخاب بر اساس میزان اهمیت آن ها دارد. کارایی برتر این پروتکل از لحاظ افزایش طول عمر مفید شبکه و حفظ بهتر شبکه ای در مقایسه با پروتکل های پیشین نظیر LEACH و LEA2C و تاثیر تابع هزینه پیشنهادی بر کارایی آن(با شبیه سازی) به اثبات رسیده است.
کلمات کلیدی : شبکه های حسگر بی سیم نقشه خودسازماندهی کاهش مصرف انرژی خوشه بندی