افزايش عمر شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم با ارائه روشي جديد در انتخاب سرخوشه با بهبود عملگر جهش در الگوريتم بهينه سازي مبتني بر جغرافياي زيستي

Lifetime increase of wireless sensor networks applying via a new method of selecting the cluster head by improving the mutation operator in the biogeography based optimization algorithm

الگوريتم بهينه‌سازي مبتني ‌بر ‌جغرافياي‌ زيستي، تكنيك بهينه‌سازي جديدي است كه از توزيع جغرافيايي گونه‌هاي موجود در جزاير مختلف الهام گرفته است. در اين الگوريتم از دو عملگر مهاجرت و جهش استفاده شده است. از عملگر مهاجرت در كمك به انتقال ويژگي‌هاي خوب از جزايري به جزايري ديگر استفاده مي‌شود. عملگر جهش و همينطور مهاجرت باعث ايجاد تغييرات مطلوب درروند توليد جمعيت نسلها مي شود. در اين مقاله با بكارگيري الگوريتم بهينه سازي مبتني بر جغرافياي زيستي كه جزو الگوريتم‌هاي بهينه ساز هوشمند مي باشد و اعمال تغييرات جديد بر روي عملگر‌ جهش با استفاده از مبادله ‌و ‌درج، عملكرد عملگر‌ جهش بهبود داده شد تا بدين وسيله كاهش مصرف انرژي را در شبكه حسگر بي‌سيم با خوشه بندي مناسب‌تركاهش دهيم. براي ارزيابي عملگر‌ جهش جديد، مدل پيشنهادي را در شبيه ساز متلب پياده سازي شد و نتايج حاصل از بكارگيري عملگر‌ جهش جديد با الگوريتم بهينه‌سازي مبتني بر جغرافياي زيستي، الگوريتم بهينه‌سازي ازدحام ذرات و الگوريتم كلوني زنبور عسل مقايسه گرديد. نتايج حاصل بيانگر كارايي مطلوب الگوريتم پيشنهادي در رقابت با ساير الگوريتم هاي مطرح شده مي باشد. الگوريتم بهينه‌سازي مبتني ‌بر ‌جغرافياي‌ زيستي، تكنيك بهينه‌سازي جديدي است كه از توزيع جغرافيايي گونه‌هاي موجود در جزاير مختلف الهام گرفته است. در اين الگوريتم از دو عملگر مهاجرت و جهش استفاده شده است. از عملگر مهاجرت در كمك به انتقال ويژگي‌هاي خوب از جزايري به جزايري ديگر استفاده مي‌شود. عملگر جهش و همينطور مهاجرت باعث ايجاد تغييرات مطلوب درروند توليد جمعيت نسلها مي شود. در اين مقاله با بكارگيري الگوريتم بهينه سازي مبتني بر جغرافياي زيستي كه جزو الگوريتم‌هاي بهينه ساز هوشمند مي باشد و اعمال تغييرات جديد بر روي عملگر‌ جهش با استفاده از مبادله ‌و ‌درج، عملكرد عملگر‌ جهش بهبود داده شد تا بدين وسيله كاهش مصرف انرژي را در شبكه حسگر بي‌سيم با خوشه بندي مناسب‌تركاهش دهيم. براي ارزيابي عملگر‌ جهش جديد، مدل پيشنهادي را در شبيه ساز متلب پياده سازي شد و نتايج حاصل از بكارگيري عملگر‌ جهش جديد با الگوريتم بهينه‌سازي مبتني بر جغرافياي زيستي، الگوريتم بهينه‌سازي ازدحام ذرات و الگوريتم كلوني زنبور عسل مقايسه گرديد. نتايج حاصل بيانگر كارايي مطلوب الگوريتم پيشنهادي در رقابت با ساير الگوريتم هاي مطرح شده مي باشد.

The biogeography based optimization algorithm is a new optimization technique inspired by the geographic distribution of species in the various islands. In this algorithm, two migration and mutation operators are used. The migration operator is used to help transfer good features from islands to islands. The mutation operator, as well as the migration, causes the favorable changes in generating population generation. In this paper, using the biogeography based optimization algorithm, which is an intelligent optimizer algorithm and implementing new changes to the mutation operator by using exchange and insertion, the function of the mutation operator was improved that caused a reduction in the reduce of energy consumption in wireless sensor network by a better clustering. To evaluate the new mutation operator, the proposed model was implemented in the MATLAB simulator and the results of using the new mutation operator were compared with the biogeography based optimization algorithm, particle swarm optimization algorithm and artificial bee colony algorithm. The results show the optimal performance of the proposed algorithm in competing with other considered algorithms.