بهبود طول عمر شبکه های حسگر بیسیم با استفاده از روش بهینه سازی اجتماع ذرات

شبکه های حسگر بی سیم متشکل از تعداد زیادی گره های حسگر کوچک هستند که این گره ها دارای محدودیت های سطح انرژی، پهنای باند، توان پردازشی و حافظه می باشند. از این رو کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر شبکه از چالش های اصلی در طراحی این شبکه ها می باشد. ارسال و دریافت داده ها، در بین گره-های شبکه و گره مقصد، بخش عمده ی مصرف انرژی در شبکه می باشد. الگوریتم های بسیاری برای ارسال و دریافت داده در شبکه های حسگر ارائه شده اند. یک دسته از این الگوریتم ها، الگوریتم های سلسله مراتبی مبتنی بر خوشه-بندی می باشند که هدف اصلی آن ها کاهش مصرف انرژی و توزیع انرژی مصرف شده در کل شبکه می باشد. در بسیاری از الگوریتم های مسیریابی مبتنی بر خوشه بندی، مشکلاتی وجود دارد که موجب عدم کارآیی الگوریتم می-گردد. از جمله ی این مشکلات می توان به عدم آگاهی الگوریتم ها از سطح انرژی گره ها، عدم آگاهی الگوریتم ها از مکان گره ها، دور افتادن برخی از سرخوشه ها از گره مقصد و ثابت بودن گره مقصد در شبکه، اشاره نمود. در این پایان نامه، روش جدید سلسله مراتبی مبتنی بر خوشه بندی، به منظور ارسال داده ها، به همراه استفاده از گره مقصد متحرک، به منظور متوازن ساختن مصرف انرژی، در شبکه های حسگر بی سیم پیشنهاد می شود که سعی دارد مسائل یاد شده در بالا را حل و یا تاثیر منفی آنها را کاهش دهد. هدف از این روش ، تشکیل خوشه هایی با انتخاب سرخوشه ی مناسب بر اساس اطلاعات مکانی گره ها و قرارگیری گره مقصد متحرک در مکان بهینه در هر مرحله می باشد، به-طوریکه کاهش مصرف انرژی برای حسگرها و افزایش طول عمر سرخوشه ها و تعادل مصرف انرژی در شبکه، فراهم گردد. مکان بهینه ی گره مقصد در شبکه نیز با بهره گیری از الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات به دست می آید. نتایج شیبیه سازی نشان می دهند که اعمال روش پیشنهادیِ قرارگیری گره مقصد متحرک در مکان بهینه، افزایش طول عمر، متوازن گشتن مصرف انرژی و مقیاس پذیری را برای شبکه، در مقایسه با دو روش گره مقصد ثابت و قرارگیری گره مقصد متحرک در مکان تصادفی، به همراه داشته است.