Clustering is an efficient technique to improve scalability and life time of a wireless sensor network. In this paper, we present an Energy Efficient Load-Balanced Clustering (EELBC) Algorithm that addresses energy efficiency as well as load balancing. EELBC is a min-heap based clustering algorithm. A min-heap is build using cluster heads (CHs) on the number of sensor nodes allotted to the CHs. We show that the algorithm runs in O (n log m) time for n sensor nodes and m CHs. The experimental results show the efficiency of the proposed algorithm in terms of load balancing, energy efficiency, execution time and also the number of sensor nodes die during the network period

چکیده

خوشه بندی یک تکنیک موثر برای بهبود مقیاس­پذیری و طول عمر یک شبکه سنسور (حسگر) بی­سیم می­باشد. در این مقاله، ما یک الگوریتم خوشه­بندی متعادل­ساز بار با انرژی موثر (EELBC) را که راندمان انرژی به همراه تعادل­سازی بار را توما همراه دارد. ارائه می­دهیم. درخت هیپ مینیمم با استفاده از سرخوشه­ها (CH) در تعداد گره­های جسگر اختصاص یافته به سرخوشه­ها تشکیل می­شود..ما نشان می­دهیم که الگوریتم پیشنهادی در زمان O(nlogm) برای n گره حسگر و m  سرخوشه انجام می­شود.نتایج آزمایشگاهی نشان می­دهد که کارایی الگوریتم پیشنهادی از نظر متعادل سازی بار، راندمان انرژی، زمان اجرا و تعداد گره­های حسگر از بین رفته در طول زمان شبکه بهبود یافته است.

پیشرفت­های اخیر در زمینه تکنولوژی قطعات میکروالکترومکانیکی (MEMS) برای توسعه تکنولوژی­های پهن­باند بی­سیم سرعت بالا و طراحی توان پایین در فرکانس رادیویی (RF) منجر به پیدایش شبکه­های  جسگر بی­سیم (WSNS) شده است.  شبکه­های  جسگر بی­سیم  مورد توجه بسیاری برای کاربرد در زمینه­های گوناگون، سیستم­های هشدار حوادث، سیستم­های مانیتورینگ محیطی، سیستم­های سلامتی، سیستم­های امنیتی و استراتژیک مانند شناسایی دفاعی، نظارت، تشخیص دشمن و غیره (Akyildiz I.F. et al., 2002). یک شبکه­ جسگر بی­سیم از تعداد زیادی گره حسگر کوچک تشکیل شده است. که به صورت تصادفی یا دستی در یک مساحت تحت پوشش مستقر می­شوند.گره­های حسگر شامل حس گر، پردازش داده و المان­های مخابره در طول مسیر به همراه واحد تغذیه می­باشند. گره­های حسگر شامل یک سیستم مکان­یابی مانند سیستم تعیین موقعیت جهانی(GPS) و حرکت دهنده برای حرکت در محیط تحت پوشش می­باشند. در یک شبکه حسگر بی­سیم، تمام گره­های حسگر، اطلاعات محلی را جمع­آوری کرده و پس از پردازش آن را به ایستگاه پایه  ارسال می­نمایند (چاهک یا حفره نامیده می­شود). حفره برای اطلاع عمومی فرایند به اینترنت متصل می­شود. یکی از مهمترین محدودیت­ها در گره­های شبکه، داشتن توان مصرفی پایین می­باشد. گره­های شبکه شامل منابع انرژی محدود و جاگزین ناپذیر هستند. بنابراین کاهش مصرف انرژی برای بیشینه کردن طول عمر شبکه از حیاتی­ترین چالش­ها در زمینه شبکه­های حسگر بی­سیم می­باشد. به بسیاری از مقالات پژوهشی در این متن اشاره شده است (Kyung Tae Kim et al., 2003; EmanueleLattanziet al., 2007). با این وجود، طراحی الگوریتم خوشه­بندی با راندمان انرژی بالا هدف اصلی در این زمینه می­باشد...