Motivated by recent developments in wireless sensor networks (WSNs), we  present several efficient clustering algorithms for maximizing the lifetime of WSNs, i.e., the duration till a certain percentage of the nodes die. Specifically, an optimization algorithm is proposed for maximizing the lifetime of a single-cluster network, followed by an extension to handle multi-cluster networks. Then we study the joint problem of prolonging network lifetime by introducing energy-harvesting (EH) nodes. An algorithm is proposed for maximizing the network lifetime where EH nodes serve as dedicated relay nodes for cluster heads (CHs). Theoretical analysis and extensive simulation results show that the proposed algorithms  can achieve optimal or suboptimal solutions efficiently, and therefore help provide useful benchmarks for various centralized and distributed clustering scheme designs

پیشرفت های زیادی اخیراً در زمینه شبکه های حسگر بیسیم WSN)  ) انجام شده است. ما در این مقاله تعدادی الگوریتم کارا خوشه بندی برای بیشینه کردن چرخه حیات شبکه های حسگر بیسیم را ارائه کرده ایم از جمله مدت زمان درصد خاصی از گره های مرده، به ویژه یک الگوریتم بهینه برای بیشینه کردن چرخه حیات شبکه تک خوشه ای پیشنهاد شده است. پیرو این گسترش شبکه های چند خوشه ای قابل اداره کردن هستند. سپس ما به بررسی مسئله مشترک بیشتر کردن چرخه حیات شبکه های حسگر به وسیله معرفی کردن نودهای ذخیره ساز انرژی می‌پردازیم. یک الگوریتم برای بیشینه کردن چرخه حیات شبکه های حسگر بیسیم جایی که گره های ذخیره ساز انرژی EH) ) برای سر خوشه ها (CHS) به عنوان گره های رله  اختصاصی خدمت میکند.تجزیه و تحلیل نظری و شبیه سازی گسترده نتایج نشان می‌دهد که الگوریتم پیشنهادی می‌تواند راه حل بهینه و یا غیر بهینه موثری را به دست آورد و در نتیجه معیار های مفیدی را  برای تهیه طراحی طرح های مختلف خوشه بندی متمرکز و توزیع شده کمک میکند.

1-مقدمه

با توسعه سنسورهای چند تابعی و کم مصرف شبکه های حسگر بیسیم WSN) [44,4,36,2 ] ) گره هایی با قابلیت پردازش/سنجش داده ها و ارتباطات بیسیم راه را برای انواع گسترده ای از برنامه های کابردی عملی در مانیتور کردن، ردیابی و کنترل و ... هموار میکنند. از آنجا که باتری ها در شبکه های حسگر انرژی ذخیره شده محدود دارند و به طور کلی مناسب نیست که این باتری ها را جایگزین یا شارژ مجدد کنیم. یک مسئله مهم در شبکه حسگر بی سیم دستیابی به انرژی بالا به منظور  تداوم طول عمر شبکه ها است و تحقیقاتی برای مقابله با آن صورت گرفته است و مسائل و راه حل های بسیاری پیشنهاد شده است، از جمله رویکرد های  مبتنی بر خوشه بندی...