ارایه طرح جدیدی برای خوشه بندی در شبکه های حسگر بی سیم با استفاده از الگوریتم های تلفیقی

شبکه حسگر بیسیم شامل تعداد زیادی از نودهای کوچک با انرژی محدود است. افزایش طول عمر شبکه و مقیاس پذیرینیازمندی های با اهمیتی برای بسیاری از برنامه های کاربردی شبکه های حسگر بی سیم هستند. خوشه بندی نودهای حسگر یکتکنیک موثر برای دستیابی به این اهداف است. الگوریتم های خوشه بندی متفاوتی نیز برای دستیابی به این اهداف به کار گرفتهشده اند. ما در این مقاله روش جدیدی را برای رسیدن به این اهداف با استفاده از الگوریتم خوشه بندی K-Means و مدلبرنامه نویسی MapReduce پیشنهاد کردیم. این روش به دو فاز Mapping و Reducing تقسیم می شود، که پروتکل Mapتخصیص نودهای حسگر به خوشه ها را بر عهده دارد و پروتکل Reduce این خوشه ها را با ایجاد چندین تغییر، بهینه میکند. دراین روش، شبکه به چندین خوشه تقسیم بندی می شود و نودها به خوشه ای که کمترین فاصله را از سرخوشه ان خوشه کهبیشترین انرژی را دارد، تخصیص داده می شوند. این فاصله با استفاده از فرمول فاصله اقلیدس محاسبه می شود. شبکه های حسگربی سیم با باتری عمل می کنند. نودهای حسگر داده ها را جمع آوری می کنند و انها را برای استفاده بیشتر بر روی شبکه عبورمی دهند. این عبور دادن و دریافت کردن داده ها بیشتر انرژی شبکه را به کار می گیرد. بنابراین برای بهره برداری بهتر و افزایشطول عمر شبکه، مصرف انرژی باید عامل عمده ای از نگرانی باشد. در روش پیشنهادی، در هر خوشه وقتی انرژی بیش از نیمی ازگره های موجود در خوشه به زیر مقدار آستانه رسید، سرخوشه آن خوشه را حذف کردیم و همچنین خوشه مربوط به ان حذفگردید تا در تکرارهای بعدی الگوریتم های K-Means و MapReduce، اعضای این خوشه به خوشه های مجاور تخصیص دادهشوند. این کار برای صرفه جویی در میزان مصرف انرژی انجام شد که در نتایج شبیه سازی که با نرم افزار منبع باز NS2 انجام شدبسیار ملموس است. نتایج شبیه سازی همچنین نشان داد، پیاده سازی این ایده تاثیر مثبتی در میزان گذردهی شبکه دارد و میزانتاخیر نیز کمتر شده که به بهبود وضعیت نسبی شبکه کمک می کند.

Keywords:

شبکه حسگر بیسیم , طول عمر شبکه , خوشه بندی , الگوریتم K-Means و MapReduce