ارائه يك الگوريتم بهينه، بر پايه الگوريتم كرم شب تاب با پارامترهاي خاص، جهت انتخاب سرخوشه در شبكه هاي حسگر بي سيم به منظور كاهش مصرف انرژي در اين شبكه ها

a optimal algorithm Energy efficiency based on Firefly algorithm with specific parameters,for Clustering in wireless sensor network

شبكه هاي حسگر بي سيم داراي چندين گره با خصوصياتي مانند كوچك بودن، كم هزينه بودن و همچنين انرژي محدود مي باشند كه براي جمع آوري اطلاعات از محيط اطراف خود مورد استفاده قرار مي گيرند. روش هايي كه با انجام عمل خوشه بندي و انتخاب سرخوشه سعي در تجميع داده هاي جمع آوري شده در سرخوشه ها و ارسال از طريق سرخوشه به ايستگاه پايه را دارند، به عنوان يكي از كارآمد ترين روش ها جهت كاهش مصرف انرژي در اين شبكه ها مطرح مي شوند. در روش هايي كه از خوشه بندي استفاده مي كنند به دليل فعاليت بيشتر سرخوشه ها، يعني جمع آوري داده ها از گره هاي معمولي و سپس ارسال آن ها به ايستگاه پايه، عمل كاهش انرژي سريعتر از گره هاي معمولي اتفاق مي افتد و ممكن است اين امر باعث مرگ زود هنگام گره سرخوشه بشود. مرگ زود هنگام گره ها باعث كاهش ميزان پوشش در شبكه خواهد شد و همچنين باعث كاهش عمر شبكه حسگر نيز خواهد شد. اولين بار الگوريتم LEACH با استفاده از مسيريابي و خوشه بندي در بين گره هاي شبكه حسگر بي سيم، باعث افزايش عمر در اين شبكه ها شد. با توجه به اين كه مسئله بهينه سازي مصرف انرژي در شبكه حسگر بي سيم، يك مسئله NP-Hard است و براي اين گونه مسائل نمي توان يك راه حل قطعي پيدا كرد مي توان با پيشنهاد دادن الگوريتم هاي بهينه تر سعي در بهبود نتايج اين مسائل داشت. الگوريتم كرم شب تاب يك الگوريتم الهام گرفته شده از طبيعت است. در اين مقاله يك الگوريتم كرم شب تاب بهبود يافته و بهينه شده با پارامترهاي خاص جهت بهينه سازي عمل جستجو و افزايش دقت در جستجو، پيشنهاد مي شود كه نسبت به الگوريتم هاي پيشين داراي نتايج بهينه تري مي باشد. نتايج شبيه سازي الگوريتم پيشنهادي نشان مي دهد كه اين الگوريتم باعث كاهش مصرف انرژي و افزايش پوشش در اين شبكه ها نسبت به روش هاي رقيب شده است.

Wireless sensor networks have multiple nodes with properties such as being small, low cost and limited energy which are used to collect information from their environment. Methods which attempt to collect data within cluster heads and send them through the cluster head to the base station by performing clustering and selecting the cluster head, are addressed as one of the most efficient methods to reduce energy consumption in such networks. In methods where clustering is applied, the energy reduction occurs fasters than usual nodes due to higher activity of cluster heads, namely collecting data from usual nodes and then sending them to the base station. The early death of nodes would lead to reduction of coverage in the network, so it would decrease the sensor network’s lifetime. For the first time, the LEACH algorithm has increased the lifetime of these networks by using routing and clustering among wireless sensor network’s nodes. Since the energy consumption optimization problem in wireless sensor network is a NP-Hard problem and there is not any deterministic solution for such problems, we could attempt to improve the results by proposing more optimal algorithms. The firefly algorithm is a nature inspired algorithm. In this paper, an optimized firefly algorithm is proposed with specific parameters to improve searching and increase the precision in searching which would have more optimized results over the previous algorithms. The simulation results show that this algorithm reduces energy consumption and increase the coverage in these networks compared with competing methods.