مسیریابی شبکه های حسگر بی سیم با استفاده از خوشه بندی مبتنی بر الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات چندهدفه

در سال های اخیر، با گسترش کاربردهای شبکه‏های حسگر بی‏سیم، بهره‌برداری از این نوع شبکه‏ها به منظور رسیدگی بر محیط و تحلیل داده‏های جمع‏آوری شده از محیط‏های خاص و متنوع بسیار رواج یافته است. شبکه‏های حسگر بی‏سیم با توجه به سهولت پیکربندی و عدم نیاز به تجهیزات گران قیمت، یکی از بهترین گزینه‏ها برای جمع‏آوری داده‏ها از محیط هستند. انرژی گره های حسگر در شبکه‏های حسگر بی‏سیم محدود است که با توجه به عدم وجود منبع شارژ ثابت یکی از چالش‏های اساسی است که با آن مواجه می‌شویم. از آن جایی که بیشترین مقدار انرژی گره ها در طی انتقال داده‏ها اتلاف می‏شود، گره ای که بیشتر از بقیه به انتقال داده‏ها بپردازد و یا بسته‏های داده‏ای را در فواصل طولانی انتقال دهد، انرژی آن زودتر از بقیه به اتمام می‏رسد. با اتمام انرژی یک حسگر در شبکه ممکن است در روند کار شبکه اختلال ایجاد شود. بنابراین، با توجه به توپولوژی پویا و طبیعت توزیع‌شده شبکه‌های حسگر بی‌سیم، طراحی پروتکل‌های انرژی کارآمد برای مسیریابی یکی از چالش‌های اصلی است. ازاین‌رو در این مقاله پروتکل مسیریابی آگاه از انرژی براساس الگوریتم بهینه‏سازی ازدحام ذرات چندهدفه ارائه شده است. در رویکرد پیشنهادی تابع شایستگی الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات برای انتخاب گره سرخوشه بهینه براساس هدف‏های کیفیت خدمات شامل انرژی باقیمانده، کیفیت پیوند، تاخیر انتها به انتها و نرخ تحویل استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می‏دهد روش پیشنهادی با توجه به ایجاد توازن در اهداف معیارهای کیفیت خدمات، نسبت به سایر روش های موجود اتلاف انرژی کمتر و طول عمر بیشتری دارد.

Wireless Sensor Networks Routing Using Clustering Based on MultiObjective Particle Swarm Optimization Algorithm

With the spread of applications of wireless sensor networks, in recent years, the use of this type of network in order to monitor the environment and analyze data collected from specific environments in a variety of ways has become very common. Wireless sensor networks are one of the best options for collecting data from the environment due to their easy configuration and no need for expensive equipment. The energy of sensors in wireless sensor networks is limited, which is a major challenge due to the lack of a fixed charge source. Because most of the sensors’ energy is wasted during data transmission, a sensor that transmits more data than others and transmits data over long distances with packets will run out of energy sooner than others. When a sensor in the network runs out of energy, the network process may be disrupted. Therefore, due to the dynamic topology and distributed nature of wireless sensor networks, designing energy efficient routing protocols is one of the main challenges. Therefore, in this article, energyaware routing protocol based on multiobjective particle swarm optimization algorithm is presented. In the proposed approach, the fitness function of the particle swarm optimization algorithm for selecting the optimal cluster head based on qualityofservice goals including residual energy, link quality, endtoend delay and delivery rate. The simulation results show that the proposed approach has less energy consuming and extend network lifetime due to balancing the goals of qualityofservice criteria than other approaches.