تجمیع گلبرگ‌گونه داده در شبکه‌های حسگر بی‌سیم با استفاده همزمان از گره چاهک متحرک و الگوریتم بهینه‌سازی کلونی مورچه

استفاده همزمان از یک روش مسیریابی کارآمد و گره چاهک متحرک در شبکه‌های حسگر بی‌سیم، علاوه بر اینکه از تخلیه سریع انرژی حسگرها جلوگیری می‌کند، توازن مصرف انرژی را در فرآیند تجمیع داده به‌صورت موثری بهبود می‌بخشد. در این مقاله، روش جدیدی برای تجمیع داده حسگرها موسوم به «جمع‌آوری گلبرگ‌گونه داده مبتنی بر الگوریتم کلونی مورچه» پیشنهاد می‌شود که همزمان به خوشه‌بندی، تعیین سرخوشه، مسیریابی درون‌خوشه‌ای، تعیین نقاط توقف گره چاهک و طراحی مسیر حرکت گره چاهک می‌پردازد. در این روش، شبکه توسط دوایر متحدالمرکز فرضی فراز می‌شود که در فواصل مساوی از هم قرار دارند. محل برخورد این دوایر با خطوط فرضی عبوری از مبدا، نقاط توقف مجاز چاهک را مشخص می‌کند. ابتدا با خوشه‌بندی کارآمد گره‌های حسگر و تشکیل درخت مسیریابی مبتنی بر یک الگوریتم بهینه‌سازی کلونی مورچه بهبودیافته در هر خوشه، داده حسگرها در سرخوشه متناظر تجمیع می‌شود. سپس با انتخاب نقاط توقف مناسب و طراحی یک مسیر گلبرگ‌گونه، گره چاهک براساس دو حرکت خطی و کمانی، داده تجمیع‌شده در سرخوشه‌ها را جمع‌آوری می‌کند. در نظر گرفتن ملاحظات حرکت گره چاهک در فرایند تعیین سرخوشه از دیگر قابلیت‌های روش پیشنهادی است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌ها نشان‌دهندة عملکرد بهتر الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با الگوریتم‌های edt، empar و egrpm هستند.

arpda: petal-shaped data aggregation in wireless sensor networks using mobile sink and ant colony optimization algorithm

simultaneous use of an efficient routing protocol and mobile sink not only prevents rapid sensor energy depletion but also effectively improves the energy balance in wireless sensor networks. in this paper, a new data aggregation method is proposed called “ant colony-based routing and petal-shaped data aggregation (arpda)”, which includes clustering, cluster head (ch) selection, intra-cluster routing, determining polling points, and designing the sink node trajectory. in the proposed method, the network is divided by several virtual concentric circles that are equidistant from each other. the intersection point of these circles with the virtual lines passing through the origin of the network determines the probable polling points for the sink node. first, by efficiently clustering the sensor nodes and forming an intra-cluster routing tree based on the ant colony optimization algorithm, the sensor data is aggregated in chs; then, by selecting the appropriate polling points and designing a petal-shaped path, the sink node periodically collects the aggregated data in chs based on two linear and circular movements. considering the sink movement in the ch selection process is another advantage of the proposed algorithm. numerical results confirm the better performance of the proposed algorithm compared to the edt algorithm.