Query based energy efficient clustering methods for wireless sensor networks

Abstract

Kablosuz algılayıcı ağlarda en az enerji harcanarak haberleşmenin sağlanması, ağların yaşam sürelerinin arttırılmasında oldukça önemlidir. Ağ içerisinde yer alan algılayıcı düğümler pil kaynaklarının tükenmesi ile birlikte alan üzerinde algılama ve iletişim faaliyetleri dışında kalmaktadır. Kablosuz algılayıcı ağların yaşam sürelerinin arttırılması yönünde birçok araştırma yapılmakta ve yöntem önerilmektedir. Bu yöntemlerden birisi ise kümeleme yöntemidir. Kümeleme yöntemindeki ana amaçlar gereksiz mesajlaşmanın engellenmesi ve mesajların sadeleştirilerek mesaj sayısının düşürülmesidir. Kümeleşme ağ yaşam süresinin artmasına, kümeye dahil olan birimlerin haberleşme zamanlarını ayarlayarak, kablosuz ağlarda sıklıkla meydana gelen mesaj çarpışmaları sebebi ile gerçekleşen mesaj kayıplarının önüne geçerek yardımcı olur. Küme başları küme içinde yer alan birimlere mesaj gönderme ve alma zamanlarını belirterek onları yönetmektedir. Buçalışmada sorguya dayalı bir kümeleme yöntemi önerildi. Uygun kümleler oluşturarak ve uygun küme başı seçerek algılayıcı ağın yaşam süresini artırmak için iki yöntem önerildi. Önerilen yöntemlerin başarımı bilgisayar benzetimleri ile değerlendirildi.

In Wireless Sensor Networks, designing a low overhead routing protocol is crucial for prolonging network lifetime. Wireless sensor nodes depend on limited batteries and if they run out of battery, they cannot contribute to the sensing. There are lots of studies aimed at prolonging network lifetime. One of the methods to extend life time of the wireless sensor networks is clustering. In clustering approaches main aim is to prevent unnecessary messaging and decrease number of messages exchanged by aggregating messages. Clustering also contributes to prolong network life time by ruling the child node communications and therefore it decreases message loss caused by transmission collisions. Cluster heads in clustersschedule nodes for sending and receiving messages. In this thesis, a clustering approach based on queries disseminated by sinks is proposed. Two methods to prolong lifetime of sensor network by forming appropriate clusters and selecting suitable cluster heads is developed. Performance of the proposed methods is also evaluated with computer simulations.