ارزیابی کیفی خوشه‌ها در شبکه‌های حسگر بی سیم با استفاده از منطق فازی

در اغلب کاربردهای شبکه‌های حسگر بیسیم امکان شارژ کردن باتری گره‌ها وجود ندارد، بنابراین پروتکل‌های طراحی شده برای این شبکه‌ها باید حتی المقدور انرژی‌کارآمد باشند. خوشه‌بندی، یکی از رویکردهای اصلی برای طراحی پروتکل‌های انرژی‌کارآمد و مقیاس‌پذیر شبکه‌های حسگر بیسیم است. استفاده از خوشه‌ها سربار ارتباطی ناشی از ارسال داده‌ها و در نتیجه مصرف انرژی و تداخل امواج بین گره‌ها را کاهش می‌دهد. علیرغم اهمیت خوشه‌بندی در شبکه‌های حسگر بیسیم، تاکنون معیارهایی برای ارزیابی کیفیت خوشه‌های حاصل از الگوریتم‌های خوشه‌بندی ارائه نشده است. در این مقاله، پس از ارائه چندین معیار برای ارزیابی کیفیت خوشه‌های تشکیل شده در پروتکل‌های خوشه‌بندی مختلف، این معیارها با استفاده از منطق فازی ترکیب می‌شوند. با کمک معیار فازی حاصل بهتر می‌توان کیفیت خوشه‌های تشکیل شده در الگوریتم‌های مختلف خوشه‌بندی را با هم مقایسه کرد. در پایان، درستی و امکانپذیر بودن این معیار ارزیابی فازی، با شبیه‌سازی سه پروتکل کاربردی و مقایسه نتایج ارزیابی معیارها با آنچه در واقعیت اتفاق افتاده است صحت سنجی می‌شود.

qualitative evaluation of clusters in wireless sensor networks using fuzzy logic

in most applications of wireless sensor networks, it is not possible to charge the nodes’ batteries, so the protocols designed for these networks must be as energy‌efficient as possible. clustering is one of the main approaches to designing energy‌efficient and scalable protocols for wireless sensor networks. the use of clusters reduces the communication overhead caused by data transmission as well as energy consumption and wave interference between nodes. despite the importance of clustering in wireless sensor networks, no criteria have yet been proposed to evaluate the quality of clusters derived from clustering algorithms. this paper defines several criteria for evaluating the quality of clusters formed in different clustering protocols. then, these criteria are combined using fuzzy logic. with the help of the resulting fuzzy criterion, the quality of clusters formed in different clustering algorithms can be better compared. finally, the correctness and feasibility of this fuzzy evaluation criterion have been verified by simulating three applied protocols and comparing the metrics evaluation results with what is actually happening.