مهنوش کرم پناه - دانشجوی دانشکده ی مهندسی کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک
جواد اکبری ترکستانی - استادیار دانشکده ی مهندسی کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک

منبع تغذیه ی گره های حسگر به دلیل وجود محدودیت هایی در طراحی از قبیل هزینه و اندازه، قابل تعویض یا احیاء مجدد نیست. از این رو کاهش مصرف انرژی و به تبع آن، افزایش طول عمر شبکه های حسگر به عنوان فصلی در حوزه ی تحقیقات پیرامون شبکه های حسگر همواره مورد توجه محققان بوده است. از طرفی، عدم وجود یک توپولوژی از پیش تعریف شده به دلیل نوع توزیع گره ها و همچنین نوع کاربرد شبکه های حسگر، وجود یک زیرساخت ثابت و از پیش تعریف شده در این شبکه ها را عملاً غیر ممکن ساخته است. لذا طراحی یک ستون فقرات مجازی و همچنین استفاده از مفهوم خوشه بندی به ع نوان دو راهکار مناسب جهت سامان دهی به فعالیت های شبکه، بسیار مثمر ثمر بوده است. در این مقاله، با عنایت و آگاهی از راهکارهای متنوع در ساخت ستون فقرات و خوشه بندی، تلاش شده تا راهکاری جدید به منظور ادغام این دو روش و در نتیجه کاهش مصرف انرژی گره ها و افزایش طول عمر شبکه ارائه گردد. در راهکار پیشنهادی، ابتدا دو ستون فقرات فراگیر مجزا با اسظتفاده از مفهوم مجموعه ی غالب همبند ساخته می شوند. در گام بعد الگوریتم خوشه بندی LEACH به منظور تعیین سرخوشه ها و سپس تشکیل خوشه ها اجرا می گردد. در مرحله ی سوم، هر خوشه به جای ارسال تگ گامی داده به چاهک، داده را به نزدیکترین گره ی عضو ستون فقرات فعال می سپارد و در نهایت، گره های عضو ستون فقرات فعال، که در فرآیند وشه بندی و انتخاب سرخوشه ها شرکت نکرده اند، داده های دریافت شده را به سمت چاهک روانه می کنند. منظور از ستون فقرات فعال، ستون فقراتی است که در برش زمانی جاری، فعال است زیرا همانطور که گفتیم، از د و ستون فقرات استفاده شده تا برای جلوگیری از تمرکز مصرف انرژی روی گره های معدودی از شبکه، به طور متوالی مورد استفاده قرار گیرند. راهکار پیشنهادی در واقع تلاشی است برای ایجاد ارتباطات چندگامی در الگوریتم های مبتنی بر ارتباطات تک گامی، بدون تغییر اساسی در ساختار الگوریتم. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که انرژی صرفه جویی شده در الگوریتم LEACH با استفاده از راهکار پیشنهادی، هزینه های ناشی از ساخت ستون فقرات را به خوبی جبران کرده و در نهایت، افزایش قابل توجه طول عمر شبکه را باعث شده است.

شبکه حسگر، طول عمر، مصرف انرژی، ستون فقرات، خوشه بندی