تجميع داده ها در شبكه هاي حسگر بي سيم مبتني بر خوشه بندي و درخت پوشاي كمينه

Data Aggregation in Wireless Sensor Networks Based on Clustering and Minimum Spanning Tree

شبكه هاي حسگر بي سيم با صدها گره حسگر كوچك امكان نظارت از راه دور بر بسياري از محيط ها نظير محيط هاي نظامي را فراهم مي-كنند. عمده ترين چالش در اين شبكه ها، محدوديت مصرف انرژي است كه بر طول عمر شبكه تاثير مي گذارد. يكي از راه حل هاي كليدي براي رفع اين چالش، تجميع داده ها و جلوگيري از ارسال داده هاي تكراري است. شناخته‌شده‌ترين پروتكل هاي ارتباطي در اين زمينه، تجميع داده مبتني بر خوشه بندي و تجميع داده مبتني بر درخت است. خوشه بندي در موضوع تجميع داده موجب توازن انرژي مي شود، اما بعضاً به دليل مسافت زياد بين سرخوشه و ايستگاه مركزي، مصرف انرژي در اين پروتكل زياد است. در ساختار درختي با توجه به مسافت كوتاه بين حسگرها، انرژي مصرفي كم مي باشد اما عمق درخت زياد است و هنگامي كه تعداد حسگرها زياد باشد ساخت درخت تجميع دشوار است. در اين مقاله يك روش سلسله مراتبي تركيبي با نام CTDA مبتني بر خوشه بندي و درخت پوشاي كمينه به منظور كاهش مصرف انرژي در تجميع داده هاي شبكه حسگر بي سيم پيشنهاد شده است. شبيه سازي روش پيشنهادي بيانگر كاهش مصرف انرژي نسبت به دو پروتكل قبل است.

Wireless sensor networks afford the possibility to control remote monitoring of many environments (such as military ones) by hundreds of tiny sensor nodes. Restriction of energy consumption is a major challenge in these networks, which will affect the lifetime of the network. One of the key solutions to solving the challenge is data aggregation and avoiding of repeated data sending. The most popular communication protocols are clustering and tree based data aggregation. Clustering in data aggregation issue leads to energy balance, but energy consumption is high due to long distances between cluster heads and base station. In the tree structure, due to short distances between nodes, energy consumption is low but, the depth of the tree is usually high. In this paper, a hybrid analytical hierarchical process named CTDA is proposed in which energy consumption is reduced by clustering and minimum spanning tree for data aggregation in wireless sensor networks. The simulation of the proposed method illustrates reduction in energy consumption compared to two aformentioned protocols.