Increasing the lifetime of the wireless sensor network by selecting cluster head nodes using the multi-objective harmonic search algorithm
Dissertation
Bilal Omar Khudakaram
Electrical and Computer Engineering
1400
69p.
cd
M.S.
Computer Engineering
1400/08/04
Wireless sensor networks are a set of sensor nodes designed to aggregate data from an environment in which the energy of the wire sensor nodes is limited. Due to the lack of a fixed power supply, power energy is a major challenge in wireless sensor networks. Therefore, in this research, an energy-aware routing protocol based on a multi-objective harmonic search algorithm is presented. The proposed method is an interlayer approach that will run between the network layers and the firmware in the TCP / IP protocol. This method improves the LEACH routing protocol for network routing by selecting cluster nodes based on multi-objective harmonic search algorithm using K-means clustering. The proposed method uses the multi-objective harmonic search optimization algorithm to improve the LEACH routing algorithm instead of randomly selecting cluster nodes. For this purpose, the proportionality function of the multi-objective harmony search algorithm has been proposed for selecting the optimal threaded node based on service quality goals including residual energy, link quality, end-to-end delay and delivery rate. Evaluation criteria in the proposed method will include the average energy consumed in network nodes, network life, average end-to-end message transmission delay in network nodes and data delivery rate in the network. The proposed method is expected to achieve near-optimal criteria due to balancing the goals of service quality, energy consumption and longevity.
شبكه هاي حسگر بی سیم از مجموعه اي از گره¬هاي حسگر به منظور تجمیع داده¬ها از محیط طراحی شده است که در آن انرژي گره¬هاي حسگر سیم محدود است. به دلیل عدم وجود منبع تغذیه ثابت، مصرف انرژي یک چالش اساسی در شبكه¬هاي حسگر بی سیم است بنابراین، در این تحقیق، پروتكل مسیریابی آگاه از انرژي مبتنی بر الگوریتم جستجوي هارمونی چند هدفه ارائه شده است. روش پیشنهادي یک رویكرد بین لایه اي است که بین لایه¬هاي شبكه و میان افزار در پروتكل TCP/IP اجرا خواهد شد. این روش به منظور مسیریابی در شبكه، پروتكل مسیریابی LEACH را با استفاده از انتخاب گره-هاي سرخوشه مبتنی بر الگوریتم جستجوي هارمونی چند هدفه با استفاده از خوشه بندي K-means بهبود می¬بخشد. روش پیشنهادي به منظور بهبود الگوریتم مسیریابی LEACH به جاي انتخاب تصادفی گره¬هاي سرخوشه از الگوریتم بهینه سازي جستجوي هارمونی چند هدفه استفاده میکند. بدین منظور، تابع تناسب الگوریتم جستجوي هارمونی چند هدفه پیشنهادي براي انتخاب گره سرخوشه بهینه بر اساس اهداف کیفیت خدمات شامل انرژي باقیمانده، کیفیت پیوند، تأخیر انتها به انتها و نرخ تحویل داده است. معیارهاي ارزیابی در روش پیشنهادي شامل میانگین انرژي مصرف شده در گره¬هاي شبكه، طول عمر شبكه، میانگین تأخیر انتها به انتهاي انتقال پیام در گره¬هاي شبكه و نرخ تحویل داده¬ها در شبكه خواهد بود. انتظار می¬رود روش پیشنهادي به دلیل ایجاد توازن بین اهداف معیارهاي کیفیت خدمات، مصرف انرژي و طول عمر نزدیک به بهینه اي به دست آورد.
افزایش طول عمر شبکه حسگر بیسیم با استفاده از الگوریتم جستجوی هارمونی چندهدفه