زمینه: یکی چالش های مهم و محدود کننده در شبکه های حسگر بی سیم، انرژی باتری غیرقابل شارژ و محدود حسگر می باشد. در اکثر کاربردها، حسگرها در محیط های نامناسب و ناهموار بصورت تصادفی و نامنظم توزیع می شوند که تعویض یا شارژ دوباره باطری حسگرها غیرممکن است. بنابراین بایستی به دنبال روش های بود که مصرف انرژی حسگرها را کاهش دهد.
هدف: خوشه بندی و انتخاب گره حسگر مناسب برای سرخوشه شدن در شبکه های حسگر بی سیم تاثیر به سزای در کاهش مصرف انرژی گره های حسگر دارد. استفاده از مسیرهای چندگامی برای ارسال اطلاعات جمع آوری شده توسط سرخوشه ها نیز در مصرف انرژی سرخوشه ها نقش فراونی دارد، بنابراین مسیریابی چندگامی به نسبت مسیریابی تک گامی عملکرد مناسب تری را می تواند در شبکه داشته باشد.
روش ها: در این مقاله بعد از توزیع گره های حسگر در محیط برای انتخاب سرخوشه های مناسب از بین گره های حسگر موجود از الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر آموزش یادگیری (TLBO) [1] استفاده می کنیم. فلسفه فرآیند آموزش-یادگیری در یک کلاس درس الهام گرفته شده است و از تاثیر معلم روی خروجی یادگیرندگان تقلید می کند. بعد از جمع آوری داده های هر خوشه توسط سرخوشه برای ارسال اطلاعات به سینک، سرخوشه ها از الگوریتم جستجوی ممنوع (TS)[2]استفاده می کنند و گام بعدی برای ارسال اطلاعات را مشخص می کنند.
یافته ها: نتایج شبیه سازی نشان می دهد که پروتکل پیشنهادی ما ( TLSIA[3] ) در مرگ آخرین گره، نسبت به الگوریتم LEACH ، 75 درصد، ALSPR 25درصد و نسبت به COARP 10درصد بیشتر می باشد.
نتیجه گیری: با توجه به انرژی محدود حسگرها و غیرقابل شارژ بودن باتریها ارائه الگوریتم های هوش ازدحامی در شبکه های حسگر بیسیم می توان باعث کاهش مصرف انرژی نودهای حسگر و درنهایت افزایش طول عمر شبکه حسگر بی سیم شود.
[1] Teaching Learning Based Optimization
[2] Tabu Search
[3] Training and learning swarm intelligence algorithm
اطلاعات مقاله
علی صدیقی منش