ارائه یک الگوریتم خوشه بندی رقابتی برای بهبود مصرف انرژی در شبکه های حسگر بی سیم

شبکه های حسگر نسل جدیدی از شبکه ها هستند که به طور معمول، از تعداد زیادی گره های ارزان قیمت تشکیل شده اند و ارتباط این گره ها به صورت بی سیم صورت می گیرد. هدف اصلی در این شبکه ها، جمع آوری اطلاعاتی از محیط پیرامون برای پردازش های بیشتر است. گره ها در شبکه های حسگر بی سیم با باتری هایی با طول عمر محدود مجهز شده اند. این مسئله روی کارایی کلی شبکه بسیار تاثیرگذار است. یک راه حل برای کنترل مصرف انرژی و توازن بار بین گره های شبکه استفاده از تکنیک خوشه بندی در این شبکه ها است که کل شبکه به تعدادی خوشه تقسیم می شود و در هر خوشه یک گره وظیفه ی جمع آوری اطلاعات، تجمیع آن ها و انتقال داده ها به ایستگاه اصلی را برعهده دارد. خوشه بندی باید قابلیت اطمینان و اتصال بین گره های حسگر حتی در محیط هایی با مقیاس بزرگ را تضمین کند. leach یکی از پروتکل های خوشه بندی کلاسیک است که به علت کارایی پایین در محیط های با توزیع تصادفی حسگر ها و ناکارایی در محیط های با مقیاس بزرگ، بهبودهای بی شماری روی آن انجام گرفته است، اما در این روش ها همچنان با ارسال بسته های کنترلی بیشتر برای شکل دهی ارتباطات بین خوشه ای انرژی بسیاری اتلاف می گردد. در این پایان نامه یک روش مسیریابی خوشه محور سلسله مراتبی با نام dhcr، با هدف بهبود مصرف انرژی و افزایش طول عمر شبکه های حسگر بی سیم ارائه شده است. سرخوشه ها براساس پارامترهای موثر انتخاب می شوند و برای توازن بار بین سرخوشه ها درخت مسیریابی بهینه بین آن ها شکل می گیرد. تراکم گره ها، انرژی و فاصله تا ایستگاه اصلی به واسطه درخت مسیریابی ایجاد شده از جمله معیارهای اصلی انتخاب سرخوشه ها و انتخاب گره بعدی برای ایجاد درخت مسیریابی است. با اجرای این دو مرحله به صورت همزمان در یک بازه زمانی نیاز به ارسال بسته های کنترلی کاهش یافته و انرژی قابل ملاحظه ای در گره های حسگر ذخیره می گردد. شبیه سازی پروتکل dhcr به همراه سایر پروتکل های خوشه بندی در شبیه ساز ns2 انجام گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که این پروتکل می تواند به میزان قابل توجهی باعث کاهش مصرف انرژی در شبکه های حسگر بی سیم شود.