Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   11 ,  No.   3 ,  June   2021 ,  pp. 2 432~ 2442   IS S N: 20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v11 i 3 . pp2432 - 244 2          2432       Journ al h om e page :  http: // ij ece.i aesc or e.c om   Sp ider  m onkey  o ptim iza tion  r out ing  p rot ocol fo r  w ireles s  s ensor  n etworks       Ali H.  Jabb ar 1 , I ma d S.  Als ha w i 2   1 Depa rtment of  Com pute r  Scie n ce ,   Coll ege of E duca t ion  for   Pure  Sci ence, Univers ity   of Thi - Qar ,   Thi - Qar ,   I raq   2 Depa rtment of  Com pute r  Scie n ce ,   Coll ege of  C om pute r  Scie n ce a nd  In form at ion   Technol og y ,   Un ive rsit y   of  B asra ,   Basra ,   I raq       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Sep   3 , 2 0 20   Re vised  Oct   2 ,   20 20   Accepte d  Oct  2 1 , 20 20       Uneve n  energ y  consum pti on  (UEC)  is  la t ent  troubl e  in  wir el ess  sensor  net works   (W SNs)  tha t  f ea tur e  a  m ult iple  m otion  pat t ern   and   a  m ult i - hop   routi ng.     UEC   ofte n  spl it s  th e  net work,  r educe s  net work  l ife,  and  l ea ds  to   per form anc e  de gra dation.   Som et imes,  improvi ng  ene rg y   consum pti on  is  m ore   complic a ted  because  i t  do e s  not  red u ce  energ y   consum pti on   onl y ,   but  it  al so  extends  ne t work  li fe .   Th is  m ake s  ene rg y   co nsum pti on  bal an ci ng  c ritical  to  W SN   design  calli ng  for  en e rg y - eff icient  rou ti ng  proto col s  t hat   in crease   net work  li fe .   Som e  ene rg y - s avi n g  protoc ols  hav e  bee n  app li ed  t o  m ake   the  ene rg y   consum pti on  among  a ll   nodes  inside   the  net work  equ il i bra te   in  th e   expe c ta nc y   and  end  power  in  alm ost  al l  nodes  si m ult ane ousl y .   T his  work  has  suggested  a  pr otoc ol  of  ene r g y - saving  routing  named  spider  m onk e y   opti m iz ation  rou ti ng  proto col   (SM ORP ),   which  ai m s   to  probe   t he  issue  of   net work  li fe  in   W S Ns .   The   proposed  protoc ol   red uce s  excess ive   routi ng   m essage s  tha t  m a y   lead  to  the  wasta ge  of  signifi c ant   en erg y   b y   re c y clin g   fre quent   inform at ion  from   the  source   node  int o  the   sink.  T his  routi ng  protoc ol  ca n  cho ose  the   opt imal  r outi ng  pa th.   That  is  the   pr efe r able  node  ca n   be  chose n  from   nodes  of  the   ca n dida t e  in  the   sen ding  wa y s  b y   pr efe rring  th e   ene rg y   of   m axim um   residua l,   th e  m ini m um   tra ff ic   lo ad, a nd  the   l ea st di st ance  to  the  sink.   Sim ula ti on   resul ts  h ave   prov ed  t h e  e ffe ctivene ss   of   t he  proposed  protoc ol  in  t e rm s  of   dec reas ing  end - to - en d  del a y ,   r educing  ene r g y   consum pti on  co m par ed  to   well - known rout ing  p rotoc ols.   Ke yw or d s :   Netw ork  li feti m e   Rou ti ng   Sp ide r  m onkey  o pti m iz at ion   WSNs   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  B Y - SA   l ic ense .     Corres pond in g  Aut h or :   Im ad  S. Alsha wi   Dep a rtm ent o f C om pu te r  Scie nce   Coll ege  of  C om pu te r  Scie nc e an d Inform ation   Tech nolo gy   Un i ver sit y o f B asra,  Ba s ra, I raq   Em a il :  e m adalshaw i @g m ai l. com ,    e m ad. al sh awi @uo basr a h. e du.iq       1.   INTROD U CTION     A  wi reless  se nsor   net work  ( WSN)  is  a   bas ic   structu re  m ade  up   of  se nsor  node s.  T hes e  nodes   ar e   us ua ll y  den sel y  sp rea d  to   se rv e  i n  se ns at io n  a nd   t he  pro cess  of  data,  c apab il it ie s  of  com m un ic at ion ,  a nd   com pu ti ng .  W SN s  in cl ude  a   series  of  f unc ti on s,  a ppli cat i on s ,  a nd   ca pa bili ti es,  i.e.,  an y  op e rati on   d e m and s   inf or m at ion   co m m un ic at ing   a nd  sen sin g,   li ke   “vide o  s urvei ll ance”  an d  “at m os ph eric  m on it or i ng ” .  WSNs  ca n  be  in sta ll ed  t hro ugh  open   areas,  su c h  a s  pa rks,  r oads,  battl egroun ds ,   so m e  m ac hin e ry,  “c omm ercial  bu il di ngs”, a nd  ev e n on the  bo dy of  hum an  be ing s  [1].   In   ge ner al , t hes e n odes  of the  sens or   within t he  net w orks of “l arg e - scal e”  processes  of g a therin g data   are  supp li ed  w it h  power   by  c heap   a nd   sm al l   batte ries.  Su c h  batte ries  are  us ua ll y  of   low  energy;   nev e rtheless,  they   are  ex pec te d  to  w ork  f or  so m e  t i m e  [ 2].  W S Ns  have  a  deep - seat ed  pro blem   in  t he  “u ne ven   e ne rg y”   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Sp i der m on key  opti miza ti on r ou ti ng  protoc ol  for  wi rel ess s ens or   networks  (Al i H.  J abbar )   2433   consum ption , w hic h  is  “t he  m ul ti - hop  r ou ti ng   a nd  m any - to - one  traf fic  pa tt ern ”.  S uc h  a n  une ven   e nerg y  waste  m ay   con sidera bly  sh ort en  t he   per i od   of   net work   li fe .  N or m al l y,  in  the  r ou ti ng  m et ho ds ,  the  m os t  excell ent  route  betwee n t he  s ource a nd  the d e sti nation  is ch os en  to  t ra ns m it  the d at a [3,  4]   In   WSN,  each  sens or   node   con sist s  of  m any  par ts;   na m el y,  a   po w er  un it ,  a  sen sing   unit ,  a   transm issi on   unit ,  a  processi ng   unit .  The re   are  al so   opti onal   p arts  s uc h  as  a  po sit io n  f ind in g  syst em ,   and   a   m ob il iz er.  Figu re 1   cl ari fies  the  se ns or  str uc ture.  Th e  se nso rs  w ork  on  thei r  ta sk s ,  the  c urren t  in f or m at io n,   t he   com pu ta ti on   da ta , th e c omm u nicat ion ,  a nd the s ources  of e nergy [ 5].   The  se nsor  ca n  perform   two  act ion s.   It  ei t her   sen ds   it s  s ense d  data  or  serv e s  just  li ke   a  relay   to   transm it   data  gathe red  by  a no t her  sens or  in  a  netw ork.   Con se quently ,  the  m atter  of  energy  sa ving  is  ver y   essenti al   to  s ol ve  the  pro ble m   of   the  se nsor  netw ork s   w it h  lim i te d  po wer   t hat  are   use d  in   se ns in g  data.  The nce,  the  fa ct   of   e nergy  w ast e  has  to  be  highly   reg a rd e d  an d  c ounted  to  le ng t hen   t he   per i od   of   a  ne twor k  li fetim e   [2 ] .  So m e  al go rith m s   of   routin g  hav e  the  sa m e  beh avio r  to  chall en ge  m ini m iz ing   th e  entir e  consum ption   of  e n e r g y   i n   t h e   n e t w o r k   c o n c e r n i n g   t h e   d r a i n a g e   o f   t h e   n o r m a l   e n e r g y   o f   t h e   n e t w o r k s   [ 6 ] .   S u c h   b e h a v i o r s  r e s u l t   i n   t h e   m a t t e r  o f  n e t w o r k  p a r t i t i o n ;  b e c a u s e   t h e   n o d e s   t h a t  a r e   c o n n e c t e d   t o  m o r e   t h a n  o n e  n e t w o r k   p a r t s   c o n s u m e   b a t t e r y   e n e r g y   q u i c k l y   w h e n   c o m p a r e d   t o   t h e   c a s e   o f   t h e   o n e - p a r t - c o n n e c t i o n   no des   [5,  7] .   Ther e f or e,  the  delay   of   trans m issi on   is  us ua ll y  le ssened   thr ough  ch oosing   the  sam e  ro ute  in  a  pr ot oc ol  for  the   oth e r  c om ing   com m un ic at ion s.   The n,  the   energy  o f   t h e   n o d e s   i n   t h i s   r o u t e   i s   d r a i n e d   q u i c k l y   [ 8 - 1 0 ] .   T h e s e   a l g o r i t h m s   o f t e n  m a k e   d i f f e r e n t  e n e r g y  c o n s u m p t i o n   o f   W S N s  a s  t h e y   r e d u c e  t h e   a g g r e g a t e   o f  t h e  e n e r g y   dr ai ned.   That  is  w hy  thi s  k i n d   o f  a l g o r i t h m  h a s  t h e   c a s e  o f  a   n e t w o r k   p a r t i t i o n  t h a t  c o r r u p t s  t h e   b e n e f i t s   o f  t h e   W S N   [ 5 ,   8 ] .   T h e   n e t w o r k   p a r t i t i o n   p r o b l e m   i s   c l a r i f i e d   i n   F i g u r e   2   w h e n   s o m e   s e n s o r   n o d e s   a r e   i m p o s s i b l e   t o   reach .           Figure   1. A  se ns or’ s c om po ne nts       Figure  2. Net w ork partit io n d ue  to  the  deat h of certa in  nodes       As  a  res ult,  th e  sensi ng  net w ork  li feti m e  is  consum ed  im m ediat el y  wh en  the   ene rg y  of  the  “c riti cal   nodes”  batte ries  is  con s um ed.   Crit ic al   no des   norm ally  exist   on   se ver al   r ou te s.  The  pe rf ec t  beh a vio r  of   r ou te s   is  to  slow   dow n  the  ene rg y  c on s um ption   an d  to  d ist rib ute  the  energy  ove r  the  nodes  c om par at ively   so   that  all   the  nodes   in  a   net work  w oul d  be  de plete d  si m ultaneou sly   [ 2].  As  s oon  as  the   batte ry  energy  of  the   nodes   wh ic h  relay s  f or   a  di vision   of  a  W SN   is  spe nt,  the  li fe  of   this  W S N  is  ov er .  So,  the  prob l em   is  to  propose  a   set   of   ste ps   t o  bu il d  a  path  for  eve ry  node  s o  that  it   ca n  se nd  the  si gn al s  rely ing   on  cert ai n  pa ram et ers,   or  t o  config ur e  a  good  pat h  for  these  sig nals  by   increasing   t he  per i od   of   the  W S Ns  li fe  [1 1,  12] .  The n,   the   “op ti m iz ation   pro blem ”   is  t o  le ngthe n  th is  per i od,  an d  r oute   pa ra m et ers  are  th e  var ia bles  in   su c h  op ti m iz ation .  Ther e f or e,   the   sugg est e d  m e thod  in  t his  st ud y  e ndeav ors   to  so l ve  the   conu ndr um   of   energy  consum ption   balance,   m ini m iz ing   the  “e nd - to - en d  dela y”   wh ic h  is  r esulte d  from   routes  plan ning,  a nd   m axi m iz ing   t he  netw ork' s  li fetim es   in  WSNs.  This  m et ho d  util iz es  the  al go rith m   of   sp ider  m on key  op ti m iz ation   ( SMO)  to  ob ta in  the  best  route  betwee n  the  source  a nd  the  destinat io n.   T his  is  done  via   choosi ng  the  l ongest  li feti m e   of  ba tt ery  ene rg y  with  high  p o w e r ,   a n d   t h e   l e a s t   l o a d   o f   p a s s i n g   t h e   d a t a .   F o r   t h i s   r e a s o n ,   t h e   d e l a y   t h a t   i s   r e s u l t e d   f r o m   p l a n n i n g   t h e   r o u t e   o f   t h e   d a t a   f o r   e v e r y   t i m e   w o u l d   b e   m i n i m i z e d   b y   s u c h   c l e v e r   n e t w o r k   b e h a v i o r .   M e a n w h i l e ,   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   i s   h e l d   b a l a n c e d   a m o n g   t h e   n e w l y   d e t e c t e d   p a t h s .   This  pap e r  ste ps   on  to   or gani ze  it s  con te nt s  by  pr e sentin g  Sect io n  2  ta ckles  the   relat ed  wor ks   a nd   relat ed  c on ce pt s.  The  SMO  al gorithm   is  s umm arized  in  sect ion   3.   In  s ect ion   4,   t he  r esearche rs  rais e  the   po te ntial   util i t y  of   i m ple m enting  the  sug ge ste d  m e tho d  of  the  route.  Se ct ion   5  off ers  a  descr ipti on   of   the  si m ulati on  r es ul ts. A s t he  la st  ste p,   t he  c on cl us io ns  a re list ed  in  s ect io n 6.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  11 , No .  3 ,  J une  2021  :    24 32   -   2442   2434   2.   RELATE D  W ORKS   In   the  WSNs  fiel d,   it   is  us ual  to  dep l oy  a  lot  of   se ns or  no ds   ov e r  wide   spots.  Su c h  node s  are  usual ly   su ppli ed  wit h  powe r  by  hav i ng   sm al l   and   cheap   batte ries  that  are  no t  inte nd e d  to  be  re pl aced  or  rech a r ged   in   the  f uture,  due  to  the  diff ic ult  ci rcu m sta nces  in  w hich  t hese  netw orks  a re  pl aced  in  t he  co m m on   ap plica ti on s .   Be side s,  these   batte ries  are  no t  easy   to  ac cess.  Th us ,  t he   sensor  no de s  stop   r outi ng  wh e n  their  ba tt eries’  energy  dies  out.  Co ns e qu e nt ly ,  this  kin d  of   netw ork  do e s  not  r ou t e  any  longe r  then,   or  at   le ast ,  it s  perform ance  w il l  no t  be  f ull.  Ther e f or e,  t he  factor   of   a  li fetim e  in  these  ne tworks  is  of   hi gh   c onsiderati on   t o  count  thei r  pe r form ance  in  r outi ng  be ha vior  [5 ] .  N ow a days ,  al l  researc he r s  are  c oncentra ti ng   on  the  m eth ods   of   co nsum ption   reducti on  in   network   e nergy  by  su ggest ing   m any  kin ds   of  routin g  protoc ols  f or  WSNs.   Hen ce  these  protoc ols  are  pro po s ed  to  obta in  the  best  rout e  fo r  recei ving   and   f orwardin g  the  sense d  da ta   in  the  netw ork.  T sai   et   al.   [ 8]  r ecom m end e d  t he  reducti on  of  the   ho p  dista nce  of  a ny  r oute .  By   doin g  s o,   t he   pro portion   of  this  ho p  distanc e  t o  that  of  the   sh ort est   r ou te   has  re duced .  T hen,  this  rati o  reducti on  hel pe d  t o  reduce  the  e ne rg y  wa ste d  in  data  receivi ng   and   f orwardin g  withi n  a  net work.  Ra na  et   al.   [ 13]   su gge ste d  a   transm issi on   te chn i qu e  t o  ge t  the  m axi m um  li fetim e  of   the  ene rg y  in  a  W S N.   I n  thi s  te chn i qu e ,  WSN  is   pr ea rr a nged   in   pa rin g  of   ti er s   ha ving  th e  s uppo rt  of  a n  A - sta r  searc h  al gorithm   to  obta in  a n  op ti m iz ed  path   beg i nn i ng   at   the  res ource  no de  an d  en ding  at   the  destinat ion   on e ,  with  the  help  of   a  previo us ly   deter m ined  le vel  of  t he   le ast   existi ng  nodes  e nergy,   so  that  they   w ould  be   a  pa rt  of   the  rese nd i ng  r ou te .   I n  [ 14 ] ,  th e   auth or s  go t  th e  ben e fit  of   a  “hig h - weig ht  gen et ic   al gorit hm   (G A) ”  in  an  ap proac h  of  transm issi on ,   wh e re   sens or  no des  m on it or   an d  c on t ro l  t he  m agn it ud e   of  pas sin g  da ta   s o  that   it   can   f ollow  and  s olv e   the  netw or k  ov e rcro wd i ng.   Alsh awi  et   al.   [5 ]   pr ese nte d  a  com plete l y  new   beh a vi or   of  transm issi on.  This  be hav i or   end ea vore d  to  prolo ng  the  e ne rg y  li feti m e  i n  a  WSN   an d  con t ro l  the  e ne rg y  c on s um ption   within   the  ne twork   wh e n  c onside ring the t raffic  hea vin ess  f act or.   Dep e ndin g  on  the  m od el   of  “ bin a ry  detect io n”,   Wa ng  et   al.  [ 15]   at tem pted  to   deal   with   the  pr ob le m   of   “ dynam ic   dep loym ent”  thr ough  the  t wo  ty pes  of  se nsor  nodes  within   a WSN,  t h e   m o b i l e   a n d   f i x e d .   B y   d o i n g   s o ,   t h e y   e m p l o y e d   w h a t   i s   s o - c a l l e d   t h e   “ b i o g e o g r a p h y - b a s e d   o p t i m i z a t i o n   ( B B O )   a l g o r i t h m ”.  Hu a ng  et   al.   [16]   pr ese nted  a  ne w  “ene rg y - a war e  ge ogra phic   routin g  protoc ol”  in  the  fiel d  of   WSN.  This  a pproach  i s   consi der e d  as  an  en dea vor  to   reduce  the  c o n s um p t i o n   o f   e n e r g y   d u r i n g   t h e   “ e n d - to - e n d ”   r o u t i n g .   T h i s   p r o t o c o l   a d a p t s   i t s e l f   w i t h   a n o t h e r   g e o g r a p h i c   p r o t o c o l   t o   m e e t   a n   a n c h o r   l i s t   w h i c h   d e p e n d s   o n   t h e   n o d e s '   p r o j e c t i o n   d i s t a n c e   t o   s t e e r   t h e   r e s e n d i n g   o f   d a t a .   E v e r y   n o d e   t h a t   s e n d s   t h e   m e s s a g e   d e p e n d s   o n   t h r e e   t h i n g s   t o   d e c i d e   t h e   r o u t i n g :   “ g e o g r a p h i c   i n f o r m a t i o n ” ,   t h e   f e a t u r e s   o f   h o w   t h e   e n e r g y   i s   s p e n t ,   a n d   t h e   m e a s u r e m e nt   s y s t e m   o f   c o u n t i n g   t h e   “ a d v a n c e d   e n e r g y   c o s t ” .   T h e n ,   i t   a d a p t s   t h e  c o s t   o f   c o n v e y a n c e   e n e r g y   to  get the  dete rm ined  node .   The  aut hors  [ 17]   pr ese nted  a  routin g  m e thod  as  well .  This   m et ho d  is  consi der e d  as  inco rpor at io n  bet w een  the  al gorithm   “ art ific ia l  bee  colon y  ( ABC)”  of   op ti m iz a ti on   an d  “F uzzy  Log ic ”.  T hes e  two  directi ons  are   e m plo ye d  i n  t his  pr oto c ol  to   cal culat e  the  best  r oute   by   identify in g  t he  op ti m al   nex t  node   to  m ake  t he  best   path  betwee n  t he  s ourc e  a nd  the  sin k.   I n  [ 18] ,  L.  Sh i   et   al .   sug gested  an  eff ect ive  syst em   ca ll ed  the  pr oto c ol  of  data - dr ive n  routin g .  It  in ve sti gated  the  pro blem s  of   m o b i l i t y   i n   t h e   n e t w o r k s   o f   m o b i l e   s i n k s .   D a t a - d r i v e n   R o u t i n g   s t r a t e g y   e n d e a v o r e d   t o   l e s s e n   t h e   o v e r h e a d s   o f   t h e   p a t h   p l a n n i n g ,   w h i c h   h a s   r e s u l t e d   f r o m   t h e   s i n k   m o b i l i t y .   T h e n   i t   k e e p s   t h e   h i g h   p e r f o r m a n c e   o f   d e l i v e r i n g   t h e   p a c k e t .   C .  Hs u  e t  al.   [19]  prese nted  the  s o - cal le d  AS S ORT,  w hich  sta nds  for  “ asy nchron ous   sle ep - wa ke  sc hedulin g  oppo rtu nisti c  routin g  te ch nolo gy ”.   This  te chnolo gy  sugg e ste d  a  cert ai n  ty pe  of   de sign,  w hich  m erg ed  the  u t i l i t y   o f   “ a s y n c h r o n o u s   s l e e p - w a k e   s c h e d u l i n g ”   w i t h   t h e   u t i l i t y   o f   “ o p p o r t u n i s t i c   r o u t i n g ” ;   n a m e l y ,   t h e   e n h a n c e d   t r a n s m i s s i o n   r e l i a b i l i t y   o v e r   d i v e r t i n g   r o u t e .   C o n s e q u e n t l y ,   s u c h   a   b e h a v i o r   i m p r o v e s   t h e   t r a n s m i s s i o n   w a y   b y   l e n g t h e n i n g   t h e   W S N s   li fetim e.    In  [ 6],  the   au thors  dev el op ed  a   r ou ti ng   m et ho d  cal le d  “Fuzzy - G os si p”  wh i c h  is  c la ssifie d  as   “ener gy - e ff ic ie nt”  in  us in g  th e  fu zzy   log ic   t o  m od ify   the  prot oco l  of  goss ip.  I n  this  prot oco l,  t he  best  s end i ng   path  from   the  source   into   the  sin k  is  ve rified  by  c hoos in g  the   opti m al   no de s  wi thin  a  path .  This  i s   accom plished   wh e n  sel ec ti ng  the  highest  energy  node s  with  the  le ast   distance,  to  ac hieve  the  “m i nim u m   nu m ber   of  hops”   duri ng  the   r ou ti ng   pat h  fro m   the  so urce  i nto  the  sin k.   T he  a uthor s  [20]  prese nted  t he  routin g  m et ho d  a nd   s pe ci fical ly   in  th e  W SNs  sprea ding.  T his  rout ing   pr oto c o l  is  the  so - cal le d  “ fast  si m ple  flooding   strat egy ”. I t  c oncent rates on  the  e ff ic ie ncy of  e nergy  as   a  ta rg et   t o  t he  “c ruci al   desig n”  of the  r outi ng  m eth ods   work i ng  in  th e  WSN s .  The n,   it   m us t  giv e  no   co ns i derat ion s  to  the  oth e r  aspects  of   de sig nation.   It  al s o  decr ease s  the  “end - to - en d  la t ency”.  F ur t herm or e,  this  ne w   appr oach   is  cl assifi ed  as  very   si m ple  and   f ast   in   routin g  the  da ta   into  the  sin k.   Additi on al l y,  it   do es  no t  dem and   m or e  too ls  a nd   ca n  work  with  a  s i m ple  m at he m at ic a l  process .  This  protoc ol  occ urs  within  the  li st  of   flat   protoc ols.  It  is  worth y  to  m ention  that  this  protoc ol  deals  well  w it h  t he p rincipal  obsta cl es of tra diti on a l gossi ping a nd  f lo odin g.       3.   SPID E R MO NKEY OPT I MIZ ATION ( SMO)   Nowa days,  m onkey - i ns pi red  op ti m iz ation   (MO)   is  c onsi der e d  as  th e  la st  ver si on   of  the  Sw a rm   In te ll igence  (SI).   The re  are   m or e  t han   t wo   hund red   a nd  six ty   (2 60)   ways  pro po se d  to   de fine  m on key.  On e   of   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Sp i der m on key  opti miza ti on r ou ti ng  protoc ol  for  wi rel ess s ens or   networks  (Al i H.  J abbar )   2435   them   is  that  th ere  are  s eve ral  per s pecti ves   of   t he  hum an  br ai n  go vernin g  the  process e s  of  thin king .  Thes e   processes  a re  con si der e d  near  to  tho se  of   the   m on key  brai n.   In   the  fiel d  of  et ho lo gy,  the r e  is  wh at   is  cal le d  a  “ fissio n - fu si on  so ci et y ”.  I n  t hi s  so ci et y,  ani m al s  are  put  to   li ve  to gethe r  a nd  are  c ha nged   with  ti m e.  They  are   div ide d  into   s ub - groups   f or  the  per io d  of  t he  dayl igh t  t o  get  the   sta tus   of  fissi on,  a nd  they   a re  re - m ing le d  again   to  m ake   the  sta tus  of  f us io n  duri ng  the  per i od  of  the  night.  O bs e rv i ng  s uch  a  ki nd  of  s ociet y,  sp i de r   m on keys  are  noti ceably   a  co ns ide rab le   sam ple.  It  is  noti ced  tha t  t he  m al e   m on keys  in  s uch  a  kind  of   s ociet y  are  in   a  l ow e r  rank,   i.e.,   not  c on t ro ll in g,   t he y  hav e   m or e  a ct iveness   th ough,  wh e reas   th e  fem al e  m on ke ys  are   ob s er ved   t o  be   at   a  hig he r  le vel  of   le a der s hi p  over  thei r  pa rtners  in  the  sam e   so ci et y  [21] .  C hand  B.   et   al.   su ggest e d  s pide r  m on key  op t i m iz ation   ( SMO)  a s  a  s ub - div isi on  of  S I.   S MO  is  co ns i de red   a s  a  protoc ol  that   dep e nds  upon   the  pr i nciple   so - cal le d  “ food  f or a ging”;  for  the   nat ur e   of  s pid e r  m on key  a nd  th ei r   so ci al   beh a vioral   co nv e ntio ns .  T he   tradit ion s  of   this  fissio n - fu si on  so ci et y  are  gove rn e d  as  the   so ci al   config ur at io nal ly   of   a  sp ider   m on key.  SM O  m e tho d  ha s   been   sub j ect   to  sever al   stu dies.  Alth ough   these   at tem pts  de m on strat e  that  SM O  is  gr eat   in  “e xp l or at io n  an d  exp l oitat ion ”,  s ti ll   there  are  as pects  to  be  c ounted   for  m or e  op ti m iz at ion .   Fi gure  3  s hows  the  flo w  c har t  of the  SMO alg ori th m .   Den s el y  popu l at ed  fem al e - governe d  m on ke y  gr ou ps   are  s ub - div ide d  int o  m ini - gr ou ps   of   forty   (40)  or  fifty   (50)  pa rtners.  The   m ai n  ta sk  of   t he se  sm al l  gr oups  is  to   fi nd  th e  f ood.  Wh e n  the  fem al e  do e s  not   su ccee d  in  it s  aim ,  (i.e.,   f ood - fin ding ),   the   a tt e m pt  is  retried  by  a  f ur th er  fem al e - go ve rned  s ub - gr oup,   and  s o  forth  unti l  the   ta sk   is   acco m pl ished.  N onet heless,   rece ntly ,  dif fer e nt   m od ific at ion s   are  im ple m e nted  a s   at tem pts  of   updates,  li ke  exa m inati on   of   se arc h  la r ge  spot s  and   el ect ing   the  best  outc om es   [22] .  Com pr isi ng   seve n  ph ase s,  t he  SM O  m et ho d  reli es  upon  “pop ulati on   re petit ive  m et ho do l og y” .   T hese   phases  a re  e xpla ined   belo w  [22 - 24] :   a.   In it ia li zat ion   phase   In   the  beg i nn i ng,  N   rand om   so luti ons  ha ve   to  be  ident ifi ed.   T he  popul at ion   of  the  spi der   m on key   then  is  to  be  di vid e d  into  a  ce rtai n  num ber   of  gro ups,  a nd   t his  num ber   is  ref e rr e d  to  as  n .  Af te r  t hat,  a   local   le ader   to  each g r oup  is  deter m ined,   an d  a  glo bal  le ader   th at   go ve rns  al l  t he  gro ups  is  determ ined  as  we ll .  This  op ti m iz ation   al gorithm   init ia lizes  f our  pa ram et ers  to   sta rt:  l ocal - le ade r - li m it ,  global - le a de r - li m it ,  the  siz e  of   m axi m u m - gro up  ( MG ) , a nd  per t urbati on - r a te   ( pr ).        = min + ( 0 , 1 ) × ( max − min )                   (1)     wh e re,   min   and  max   are lim it s o f  M i   in   the j th   vect or .   R (0,  1 )   is an a rb it ra ry num ber  (0,  1).   b.   Local  le ade r p hase  (LLP )   In   this  ste p,   th e  SMs  will   hav e  the  in form a ti on   f ro m   bo th   their  local   le ader   a nd   t heir  ne ighbor.  B y   do i ng s o,  t heir l ocati on   will  be u pd at e d.   This  pro ce dure is  clari fied  a s foll ows:          =   + ( 0 , 1 ) × (    −   ) + ( − 1 , 1 ) × (   −   )   (2)     wh e re,         an d      is  the  updated   an d  pr e vious   loc at ion   of  i th   SM.   The   local   le a de r  of  the   k th   gr oup  in  t he   j th   dim ension  re pr ese nts itse lf  b y  LL kj .  M rj   sta nds fo r  the  n e ighbor  w hich  i s take n  ar bitra r il y.   c.   Global   le ade r ph a se  ( GL P)   In   this  ph as e,  a no t her   opport unit y  is  avail able  fo r  t he  SMs  to  upda te   their  locat ions  an d  to   get  to  the  “glo bal  opti m a ”  rely ing  up on  “fit ness” .  Havi ng   t heir  persi ste nce,  neig hbors,  a nd  global  le ader   of  the   gro up ,   the SMs ca n be  ins pired. T he f ollow i ng equa t ion  cla rifies th e b e hav i or of  updatin g  t he  l oc at ion  in  this  ph ase:         =   + ( 0 , 1 ) × (    −   ) + ( − 1 , 1 ) × (   −   )       (3)     wh e re  GL i   m e ans  t he  l ocati on  of   the  gl ob a l  le ader   in  j th   dim ension   and  j=1, 2,3 ,...,  D   identifie s  the  inde x  wh ic h  is  sel ect ed  ra ndom ly .  M i   m od ifie s  it s  po sit io n  re ga r ding  the  pro ba bili ti es.  Fit ness  is  util iz ed  to  count   the li kelih ood of a certai n  s olu ti on, wit h  m any d e fer e nt  wa ys, li ke:      = 0 . 1 + (     /       )   × 0 . 9     (4)     d.   Local  le ade r  le arn i ng  (LL L)  phase   As  the  global   op ti m al   is  known,   t he  al go rithm   un co vers  the  local   le ader   of   t he  s ubgro up s  a nd   identifie s  the   local   opti m a.  T hro ugh  e xam in ing   t he  co unte r   of   t he  th res hold,  w het her   or  no t  t he  local   le aders   update  them sel ves  is  de fine d here  in  t his pha se.   e.   Global   le ade r  l earn i ng  ( GLL )  ph a se   Si m ply  from   t he  nam e  of   t his  phase,   it   kn ows  t hat  the   gl obal   le ade r  is   th ere  in   the   be vy ,  as  well   as   it   exam ines w het her o r no t t he  l eader  up dates i ts l ocati on to  a   sp eci fic th res hold  f or  m or e ac ti viti es.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  11 , No .  3 ,  J une  2021  :    24 32   -   2442   2436   f.     Local  le a der d eci sion   (LL D)  ph a se   In   t his  ph ase ,  wh e n  t he  local   le ader s   are  no t  updated   to  a   sp eci fic  th res hold,   SMs  i n  th e  be vy  will   entirel y  update  the  po sit io ns   by  the  order   of  the  glo bal  le ader   or  by  ar bitr ary  init ia li z ing  accor ding  to  the  rate   of p e rtu rb at io n. H oweve r, t he or der o f  t he update  is cal culat ed by   ( 5) :         =   + ( 0 , 1 ) × (    −   ) + ( 0 , 1 ) × (   −    )         (5)     g.   Global   le ade r deci sio n  ( GL D )  ph ase   In   this  ph a se,  the  fissio n  an d  fu si on   of   the   bev y,  as  a  w ho le ,  occ ur ;  in   the  case  of   “l i m i t  glo bal   le ader ”,  that is  to say,  global l eaders  do n ot upd at e t hem sel ves  to a  certai n t hr es hold.             Figure  3. Flo w  ch a rt of the  S MO alg or it hm       4.   SPID E R MO NKEY OPT I MIZ ATION  ROUTIN G P ROTO COL  ( SMORP )  F O R  W SNS   The  WSN  to po log y  was  desig ned  as  a  G   gu i ded  grap h  ( N,  A )  in  t his  pap e r,   wh e re  N   is  t he  nodes  set ,   and   A   is  the  direct  li nk s  set   be tween  nodes .  The  node  of   t he   sink   holds  t he   respo ns ibil it y  fo r  c ollec ti ng  data  from   ever y  othe r  no de  in  it s  r ang e   of  tra ns m issi on   [5] .  By   the  base   sta ti on,  t he  ta ble  of   routin g  is  co unte d.   Broa dcasts  a nd  cal c ulate s  th e  opti m a l  ta ble  of  r ou ti ng.   This  ta ble  is   f ollow e d  by   ea ch  node .  The   fin ding   process   of  th e  op ti m al   path  is   fr e quent   broa dcast  insi de  t he   netw ork ,  a nd  to  se nd  data  f r om   ever y  no de   to  t he  base  sta ti on  vi a  f ollow i ng  thi s  ta ble  of  r outi ng  in   eve ry  round.  Dy nam icall y,  the   ta ble  of  r outi ng  is  c ounte d  ta kin g  into  c onside rati on  the   le vel  of  cu rr e nt  f or   s om e  par am et ers  in  ev ery  node .  T herefo re,  t he  no de s  are   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Sp i der m on key  opti miza ti on r ou ti ng  protoc ol  for  wi rel ess s ens or   networks  (Al i H.  J abbar )   2437   require d  to  s ub m it   per iod ic   re ports  on  thei r  par am et ers  to  the  bas e  sta ti on.  The  base  sta t ion   c ou l d  the re after  sel ect  th e sc he du le   of ro uting de pendin g u pon t his  update d i nfor m at ion .   The  li fetim e  o f  the  netw ork  is  a  sign ific ant  m et ric  fo r  W S N.   Lin ks   of  co m m un ic at ion   be tween  th e   var ie d  no des  of   t he  sen sor  and   t he  ba se  s ta ti on   will   br e ak  w he n  any  node  of   t he  se ns or  dep le te s  e nergy  con ce r ning  the   su ggest e d  m od el .  This  is  de e m ed  to  the  ne twork ’s  li feti m e  end .  As  th e  li fetim e  of   ever y  sens or  no de  is   dep e ndent   on   the  c onsu m ptio n   of  e nergy ,  it   is  sig nificant  t o  c onser ve  t he  rem ai nin g  e nergy  f or   these n odes in  a w ay  that exte nd s the   total  li fetim e  o f  the n e twork . Th e m e thod o f  s uggest ed  ro utin g  sup po s es  the  fo ll owin g:  i)   al l  no des  of  the  sens or   a re  rand om l y  div ided  i nto   the  a r ea  and   e ver y  node  of   t he  sen so r  is  su pp os e d  to  de fine  it s  locat io n  in  ad diti on   t o  the  sin k  an d  it s  neighbors;   ii )  al l  no des  of   the  sens or   ha ve   the  sam e  ran ge  of   m axi m al   transm issi on   an d  t he  sam e  init ial  energy  am ou nt;  ii i )  ever y  node  has  a  s pe ci fi c   a m ou nt   of  tra ff ic   outst and i ng  in   the   que ue   of  the   node.  The   que ue  of  the   no de  c onta ins  t he  tra f fic  of   app li cat io n  a n d t he  tra ff ic  als o t hat a  node ha s obli ge d  to  forwar d  al rea dy.   The  m ai n  aim  of   this  pa pe r  is  to  create   a  pr ot oco l  of  energy - suffici ent  r outi ng   nam ed  sp i der   m on key   op ti m iz ation   r ou ti ng  pr oto c ol   (S MORP) .  T he  sug gested  m et ho d  ca n  ex te nd   the  WSN s  li fetim e   by  p la ci ng   a   lim it   on   the  c ost   of   e ne rg y  in   ad diti on   to   eq uitable   distri buti on   f or  the  c onsu m ption   of  e nergy.  SM OR P  us e s   three  routin g  c rite ria  to  sel ect   the  op ti m u m   path  from   the  node  of  the   source   to  t he  sin k.   N od e   crit eri a  are  t he   highest  rem ai nin g  e nergy  ( R E),   the  m ini m al   nu m ber   of  hops   t o  the  si nk  (M H) ,   an d  t he  lo west  traf f ic   load  (TL).  The  s uggested  m et ho d  com pu te s  the  op ti m a l  path  of   the  se nsor  of   the  se nd e r  to  be  us e d  f or  data  transm issi on   t ow a r d  the   sin k  unde r  t he  m entione d  crit eri a  ( RE,   MH ,  a nd  TL ).  T he  produce d  routin g  path   is   then  us e d  in  la te r  transm issi on   pr oce sses  f or  sev eral  tim es  (r ou nd s )  chec kin g  the  sta tus  of   each  node  involve d  in that  path  aft er eac h  ti m e to  d eci de  wheth e r  to  u se  the  sa m e p at h for t he  n e xt ro und or  no t.   As  ass um ed  ea rlie r,   th e  sin k  ha s  inform at ion   reg a rd i ng   t he  p r e s e n t   s t a t u s   o f   e v e r y   n o d e  c o n c e r n i n g  t h e   l e v e l  o f   b a t t e r y  e n e r g y ,  c o o r d i n a t e s   o f  t h e  l o c a t i o n ,  a n d  t r a f f i c  l o a d .  C o n s e q u e n t l y ,  t h e  m e t h o d   o f  p r o p o s e d  r o u t i n g   l o c a t e s   t h e   r o u t i n g   p a t h   o f   t h e   n o d e   o f   t h e   s e n s o r   w h i c h   h a s   t h e   d a t a   t o   b e   s e n t   t o   t h e   s i n k   as  foll ows:   a.   Starti ng   f r om  t he  source  node   (the  current  node )  as  the  loc al   le ader   SM  (LLSM)  to  be  e xp a nded ,  fin d  al l  con ti gu ous  no des  wh ic h  ca n  im m ediat el y  com m un ic at e   with  LLSM  ( that  is  to  sa y ,  their  ra nge   of  transm issi on  c an reach  LLS M).    b.   Wh e ne ver   t he  sink   is  f ound  a s  a  neig hbor  of  LLSM,  it   ca n  sen d  it s  data   wh ic h  is  colle ct ed  i m m ediately   without a ny m edium  h op.    c.   On   th e  oth e r  ha nd,  cal culat in g  the  val ues  of   fitness  f or   al l  disco ver e d  nodes  an d   deter m ining   the  gl obal   le ader   SM  (G L SM))  is  the  be st  LLSM’s  neighb or   no de  am ong  al l.  Ca lc ulati ng   the  fitnes s  values  rea ds   as   fo ll ows:    -   Kno wing  co or din at es  ( x ,  y )  f or   e ver y node  i ns ide  t he  net w ork,  d ist ance ( d )  of   e ve ry  no de  ( n )  t o  sin k  c ou l d   be  c ounted  as   f ollows:     ( ) = √ ( − ) 2 + ( − ) 2             (6)     wh e re  ( x s , y s )  a nd ( x n ,y n )  a re t he  c oor din at es  ( x, y ) for  nodes   n   & the  sin k  s .      -   The val ue  of  fitness  of the c onti guous  node   ( n )  is  obta ined   by u si ng the   (7) :         ( ) =     ∗  ( ) + ∗ 1 /  ( ) +   ∗ 1 / ( )     (7)     wh e re  RE( n)   is   the  resid ual  energy  of   node  n ;  TL(n)   is  the  current  tra ff ic   load  f or   node  n ;  and   α,   β,   a nd  γ   are inte ger coe ff ic ie nts s pecif ie d  by t he user   to contr ol the  e ff ect ive ness o f e a ch varia ble (m et ric).      d.   GLS M,  t hen,  e valuates  the  i nfo rm ation   ta ke n  f ro m   al l  LLSM’s  nei ghbor  nodes  a nd  sel e ct s  the  best  node   with the  h i ghes t pro bab il it y  P   relat ed  to  it s pr ob a bili ty  v al ue  g ive n by:       ( ) =        ( ) ∑    ( )           (8)     wh e re  P( s i )  is  t he  val ue  of  the   prob a bili ty   of   node  n i ,  fi tness   ( s i )   is  the  valu e  of   fitne ss  of  the  node  n i ,  an d  N   is t he nu m ber   of  t he  neig hbor no des.   e.   Wh e ne ver  a  s et   of  nodes   ar e  disc ov e re d  i n  t he  sam e  process  of  e xpa ns io n,  they   a r e  su cce ssors  t o  t he   exten ded   node   and   substi tute s  to  each  oth e r .  The  pointer  of   the  pack   f or  each  no de  de te ct ed  durin g  the   process  of e xtension is  set  to  t he  e xten ded no de.       f.   A ll   proces ses  from   1  to  4   a r e  re peated  unt il   the  sin k  is  detect ed  t hen  al l  pack et s   are   sent  t hro ugh  the   op ti m al  p at h  to ward t he  sin k.   The flo wch a rt  of the  SMORP  in WS N  is s ho wn in Fi gure  4.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  11 , No .  3 ,  J une  2021  :    24 32   -   2442   2438       Figure  4. Flo w  ch a rt of the  S MORP f or  WSNs       5.   PERFO R MANC E  E V ALU ATIO N   Fo r   eval uatin g  the  ef fectuali ty   of  the  SMOR P  bala ncin g  c onsu m ption   of  e nergy  an d  m axi m izing   the   li fetim e  of   the  netw ork  a re  ta ken   i nto   c onsiderati on  a nd  resu lt s  of   t he   si m ulati on   f or  the  s uggeste d  ar e   com par ed  with   these  of   the  two  well - kn own  ap proac hes,   nam ely  LEACH  [25]  an d  PE GASIS   [26].  T he  three   m et ho ds  inclu de  the   sam e  m et rics  of  r outi ng  nam ely,  the  sh ort est   hop,   t he  r esi dual   en erg y,  an d  t he  t raffic   load   thr ough   a   searc h  of  the   op ti m al   path  f r om   the  node   of  the   s ource  t o  the  node   of  th e  sin k .   The   sy stems   si m ulati on  pr oc esses are  car ried ou t i n  M AT LAB sim ulator  softwa re.     5.1.    Simul at i on   set up   The  sim ulati ons  are  ca rr ie d  out  by  us i ng  MATL AB.  A  hu ndre d  nodes  of   the  se nsor   are   diffuse d  i n  a  topogra ph ic al   area  that  has  of  ( 10 0  m ×10 0  m )  di m ension .   Dep loym ents  of   nodes  are  done  rand om l y.  The   topogra ph ic al   area  has  the  se ns e d  transm issi on   lim it ed  to  ( 20   m ).   The  perform ance  te sts  of   al l  appro ac he s  are  done  in   this  ki nd   of  to pograp hical   area.  T he   sink   of  data  is   base d  at   ( 90   m ,  90   m ).   The  ini ti al   ener gy  i s  ( 0.5  J )  for  al l n odes  of the se nsor  in  t he netw ork.   The  m od el   of   t he  first - or der   r adio  wh ic h  is  la rg el y  ap plied  to  the  r ou ti ng   protoc ol  eval ua ti on   area  i n  WSNs  [25]   is  al so   f ollo wed  in  al l  ap proac he s.  A s  fa r  as   the  m od el   of  t hi s  stud y  is  c on cern e d,  recei vin g  an d  transm issi on   costs  are  cha r act erized  by  the  ex pr essi ons  E n T(k) =E elec k+E amp k. d 2   and   E n R( k) =E elec k ,  resp ect ively ,   w her e   k   is  t he  num ber   of  bit per  pac ket,  d   is   th e  distance   f rom   the  no de  of  the  se nder   to  t he   no de   of  the  receive r ,  E elec   a nd  E amp   are  pe r  bit  en erg y  dissipati on  in   recei ving  or  tran sm i tt ing   ci rcu it ry  a nd  energ y   necessit at ed  pe r  bit  pe r  squ are  m et er  fo r  the  am plifie r  t o  yi el d  reas onable  signa l  to  no ise   r at io  ( SN R )   resp ect ively .  S i m ulati on s  are   done   ap plyi ng  the   val ues  50   nJ / bit   an d  1 00   pJ / bit/m 2   f or  E elec   a nd  E am p ,  resp ect ively .  T he  traff ic   loa d  is  su ppos e d  to  be  pro du ce d  in   a  ran dom   way   hav in g  [ 0. . .10 ]   ran ge  of  valu es  in   ever y  node . Ta ble 1 il lustrate s  the syste m  p ar a m et ers  in det ai l.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Sp i der m on key  opti miza ti on r ou ti ng  protoc ol  for  wi rel ess s ens or   networks  (Al i H.  J abbar )   2439   Table  1 .   Sim ul at ion   p aram et e rs   Para m eter   Valu e   Top o g raph ical Ar e a ( m eters )   1 0 0   m  x 1 0 0   m   Sin k  locatio n  ( m et ers)   (90 ,  9 0 )   Nu m b e r  o f  no d es   100   Li m it  of  tr an s m iss i o n  dis tan ce (m ete r s)   2 0   m   Initial en ergy  of  no d e   0 .5 J   Eelec   5 0  nJ /b it   Ea m p   1 0 0  pJ /b it/m 2   Pack et data size   2   k  bit   Nu m b e r  o f   trans m i ss io n  pack ets   2  x 1 0 3   Maxi m u m  tr af f ics  in  no d e’s qu eu e   10       5.2.    Simul at i on  re sults   The  li ve  node   nu m ber   for  e ver y  tran sm iss ion   r ound  ap pl yi ng   three  different  m et ho ds  is  sta te d  in   Figure  5.  T he  su ggest e d  SM ORP   kee ps   m or e  li ve  node s  than  t he  ones  ke pt  by  both  P E GASIS   a nd  L EACH   appr oach es   a fter  the  sam e  nu m ber   of   a  pac ket  is  transm itt ed.   Wh e ne ver   al l  the  20 00  pa ckets  are  se nt  inside   the  area,  the  li f et i m e  of   network   ac hieve d  by   the  sugg est e d  m et ho d  is  ab out  50%  m or e  than  t hat  acqu i r ed  by  PEGAS IS   a nd  near ly   60 %  m or e tha n  t hat obt ai ned   by  LE A CH .   Also ,  i n  Fig ur e   5,   one  can  no t ic e  that  the  su gg e ste d  m et ho d  kee ps   the  nu m ber   of   li ve  node s  al ways   higher  t han   t ha t  in  both  P EG AS I S  a nd   L EA CH   ap proac he s.  The   dif fer e nc e  in  th e  durati on   of  tim e  relevan t  t o  the  fi rst  dea d  node  c om pu te d  a pp ly in g  t he   three   di ff e ren t   ap proac hes  is   sta te d  in  Table   2.  It  rem ark ab le   that  the o cc urre nce  of the  first  node  d eat h i n  t he  s uggeste d  m et ho d i s m uch  lat er th a n  t hat in ot her ap proac hes .            Figure  5. The  ra ti o  of se nsors   sti ll  ali ve  in all  appr oac hes       Table  2 .   First  de ad  se nsor  b as ed on al l ap pro aches   Ap p roach es   LE ACH   PEGAS IS   SMORP   Lif eti m e of  the f irs t dead   sen so r  (Ro u n d s)   78   246   1820       Give n  Fi gure  5  a nd  Ta ble  2,   one  ca n  dedu ce  that  the   sug gested   m et ho d  is  m or e  effe ct ive  tha n  bo t h  appr oach es   of  PEG A SI S  &   LEACH   in  ba la ncing   the  c on s um ption   of   ener gy  an d  e xten ding  of   ne twork   li fetim e.  A  W S N  ave rag e  r esi du al   ene r gy  de creases  with  th e  transm issi on   rou nd s r ise   num ber .  As  the  num ber  of  delive re d  pa ckets  inc reas es,  the   res ults  of  the  sug gested  m et ho d  in   values   tu rn  to   be  of  hi gher  a ver a ge  resid ual  ene rgy   than  that  of   bo t h   PE G AS I S  an d  LE ACH   appr oach e s.  F igure  6  i nd ic at es  that  the  balance   of   bette r  e nergy i n  a  WSN is  ac hieve d by the  s uggeste d  m et ho d.   The  delay   res ulted  f ro m   the  transm issi on   of   data  pac ket s  is  a  sign ific ant  pa ram et er  for  spe ci fic   app li cat io ns   w her e  data  se nse d  is  required   t o  be  colle ct ed  in  a  sh ort   tim e.   The  three  dif f eren t  ap proac he s  are   com par ed  in   Fi gure  7.   Also,  t he  s uggeste d  S MO RP   ha s  the   shortest   delay   wh e n  c om par ed  to  t he  delay   in  the   oth e r  a pproach es  as  s how n  i n  Fi g ure   8.  T he   shorte r  delay   i m plici tly  indi cat es  energy - s avin g  a nd  ef fe ct ive  transm issi on  ( e sp eci al ly  f or si gn i ficant a nd   s ecur e i nfor m at i on).   I n  pa rtic ul ar, packets  o f d at a are se nt throug h  paths  of   diff e r ent  node - dis joint  routin g  wit h  m ulti - path  r ou ti ng  to  a vo i d  net work   ove rcrowdin g  a nd  exten d  the li fetim e o f t he  net wor k.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  11 , No .  3 ,  J une  2021  :    24 32   -   2442   244 0       Figure  6. Ra ti o  rem ai nin g  e ne rg y  of se ns ors i n  al l ap proac he s           Figure  7. Sim ulati on  ti m e  in all  ap proac hes           Figure  8. En d - to - e nd  delay  in a ll  ap proac hes       6.   CONCL US I O N     In   WSNs,   no de s  are  power e d  by  lim it ed  batte ry  energy.  H ence,  it   is  sig ni ficant  to  c hoose   strat egies  that  ef fecti vely   us e   the   existi ng  e nergy.  Me t hods  of  r ou ti ng   path   fin dings   ha ve  a   hi gh  ef fe ct   on  the   li feti m e  of  the  net wor k  a nd  this  is   one o f   the p rim e  fe at ur es   of WSNs.  Un e ve n  dr ai na ge  of   e ne rg y  is   an  i nh e re nt  pr ob le m   inside  a   WSN.   For  achie ving   tran sm issi on   of  ef fecti ve  da ta   thr ough  t he   pat h  of  r outi ng  c ho se n  to  be  a n  op ti m u m   path   to  m axi m iz e  the  total   li feti m e  of  the  net work  with  dec reasin g  t he  de la y  res ulted   f r om   the   process  of  pat h  fi nd i ng,  a  m od e r n  m et ho d  cal le d  sp ide r  m on key  op ti m iz at ion   r ou ti ng   protoc ol  ( SMORP)  i s   su ggest e d  i n  th is  stud y.   T his  m od ern   m et hod  is  ca pa ble  of  fin ding  a  path   of  op ti m al   ro ut ing   t o  be  us e d  in  t he   transm issi on   of  data  from   th e  node  of  s ourc e  towa rd  the  si nk  inclu ding  a  m edium   no de  or   node s  by  c hoos i ng   on e s  with  t he  highest  rem ai nin g  e nergy,  m i nim a l  com bin ed  ho ps ,  a nd  le ast   pendin g  tra ff ic .  C om par in g  the   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Sp i der m on key  opti miza ti on r ou ti ng  protoc ol  for  wi rel ess s ens or   networks  (Al i H.  J abbar )   2441   su ggest e d  m eth od w it h  the o t her   t wo   m et hods ,  t he  res ults  s how  th at   the per f or m ance  of the  pro pose d  m et ho d,   accor ding  t o  th e  sam e  crit eria ,  is  m uch   be tt er  tha n  t hat  of  t he  tw o  m et ho ds  re gardin g  t he   li fetim e  of   net wor k  and tra ns m issio n delay .       REFERE NCE S     [1]   N.  Mitt al ,   U.  Singh,  R.   Salgot ra,   and  B.   S.  Sohi,  “ A  boole an  spider  m onkey   opti m iz at ion  base d  ene rgy   eff ic ie nt  cl usteri ng  appr oac h  for  W SN s, ”   Wirel ess Ne tworks,   vol.   24 ,   no.   2 ,   pp.   2093 - 2109,   2018.   [2]   I.   S.  Alshawi  and  I.   O.  Alal ewi,   “ Li fet ime  Optimiza ti on  in  W ire le ss   Sensor  Networks  Us ing  FD star - Li te   Routi ng  Algorit hm , ”   Inte rnational   Journal  of  Computer  Sci enc e  and  Information  Sec urity ,   vol.   14,   p.   46,   2016.   [3]   I.   Alshawi  and  I.   Alal ewi,   “ Li fet ime  Maximiza ti on  in  W ire le ss   Sensor  Networks  Us ing  Ds ta r - Li te   Algorit hm , ”   Journal  of  Basrah R ese arche s ( ( Sci enc es) ) ,   vol.   42,   no.   1A,  pp.   104 - 120,   2016.   [4]   I.   S.  Alshawi,   A.   K.  Y.  Abdulla ,   and  A.  A.  Alhij aj ,   “ Fuzzy   dstar - li te   routi ng  m et hod  for  ene rgy - eff ic ie nt  het ero gene ous  wire le ss   sensor  net works , ”   Indone sian  Journal  of  El ec tric al  Engi nee ring  and  Computer  Sci enc e   ( IJE ECS) ,  vol.   1 9,   no.   2,   pp.   906 - 916 ,   2020.   [5]   I.   S.  AlShawi,   L.   Yan,   W .   Pan,   and  B.   Luo,   “ Li fet ime  Enha nce m ent   in  W ire le ss   Sensor  Networks  Us ing  Fuzzy   Approac h  and  A - Star  Algorit hm , ”   IEE E  Sensors   Journal,   vol.   12,   no.   10,   pp.   3010 - 3018,   2012.   [6]   I.   S.  AlShawi,   L.   Yan,   W .   Pan,   and  B.   Luo,   “ A  Fuzzy - Gos sip  routi ng  protoc ol  for  an  ene rgy   eff ic ie nt  wire le ss   sensor ne tworks, ”   SENSORS,   2012  IEE E ,   Ta ipe i,   Ta iwan,   2012,   pp.   1 - 4.   [7]   U.  Maha deva sw amy ,   “ Ene rgy   eff ic ie nt  routi ng  in  wire le ss   sensor  net work  base d  o n  m obil e  sink  guide d  by   stocha stic   hil l  cl imbing, ”   Inte r nati onal  Journal  of  El ec tric al  and   Computer  Engi nee ring   ( IJE CE) ,  vol.   10,   no.   6 ,     pp.   5965 - 5973,   2020.   [8]   M.   J.  Tsai ,   H.   Y.  Yang,   and  W .   Q.  Huang,   “ Axis - base d  virt ual   coor dina te   assignm ent   protoc ol  and  del ive ry - guar ant ee d  routi ng  protoc ol  in  wire le ss   sensor  net works , ”   in  IEE E  INFOCOM  2007 - 26th  IEE E  Inte rnational   Confe renc e  on  Computer  Comm unic ati ons ,   2007,   pp.   2234 - 2242.   [9]   J.  Park  and  S.  Sahni,   “ An  onli ne  heur isti c  for  m axi m um   li fet ime  routi ng  in  wire le ss   sensor  net works , ”   IEE E  Tr ansacti ons on  Computers,  vol.   55,   no.   8,   pp.   1048 - 1056 ,   2006.   [10]   C.   W u,   R.   Yuan,   and  H.  Zhou,   “ A  novel   loa d  bal anc ed  and  li fet ime  m axi m iz at ion  routi ng  protoc ol  in  wire le ss   sensor ne tworks, ”   in  VTC Spring  2008 - IEE E  Ve hic ular Te chnol ogy   Confe renc e ,   2008,   pp.   113 - 117.   [11]   S.  Savit ha,   S.  Li ngar eddy ,   and  S.  Chit nis,  “ Ene rgy   eff ic ie nt  cl usteri ng  and  routi ng  opti m iz at ion  m odel   for  m axi m iz ing  li fet ime  of  wire le ss   sensor  net work, ”   Inte rnational   Journal  of  El ec tric al  and  Computer  Engi nee ring   ( IJE CE) ,  vol.   10,   no.   5,   p p.   4798 - 4808 ,   2020.   [12]   I.   Daa noune,   A.  Baghda d,   and  A.  Bal louk,   “ An  enha nce d  ene rgy - eff ic ie nt  routi ng  protoc ol  for  wire le ss   sensor  net work, ”   Inte r nati onal  Journal  of  El ec tric al  and   Computer  Engi nee ring   ( IJE CE) ,  vol.   10,   no.   5,   pp.   5462 - 5469 ,  2020.   [13]   K.  Rana   and  M.  Za ver i,   “ AS EE R:  A  routi ng  m et hod  to  ext end  li fe  of  two - ti ere d  wire le ss   sensor  net work, ”   Inte rnational   Journal  of  Adv ance d  Smar t  Sensor Ne twork  Syste ms ,   vol.   1 ,   no.   2,   pp.   1 - 16,   2011.   [14]   C.   Park,   H.  Kim ,   and  I.   Jung,  “ Tra ffic - awa re  routi ng  protoc ol  for  wire le ss   sensor  net works , ”   Cluste r  Computing,   vol.   15,   pp.   27 - 36,   2012.   [15]   G.  W ang,   L.   Guo,  H.  Duan,   L.   Li u,   and  H.  W ang ,  “ D yn a m i c   d e p l o ym e n t   o f   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k s   b y  b i o g e o g r a p h y  b a s e d   o p t i m i z a t i o n   a l g o r i t h m , ”   J o u r n a l   o f   S e n s o r   a n d   A c t u a t o r   N e t w o r k s ,   v o l .   1 ,   n o .   2 ,   p p .   8 6 - 96 ,   2012.   [16]   H.  Huang,   G.  Hu,  and  F.  Yu,  “ Ene rgy ‐awa re  geogr aphi c  routi ng  in  wire le ss   sensor  net works   with  anc hor  nodes, ”   Inte rnational   Journal  of  Comm unic ati on  Syste ms ,   vol.   26,   no.   1,   pp.   100 - 113,   2013.   [17]   I.   S.  Alshawi,   “ Bal anc ing  Ene rgy   Consum pti on  in  W i r e l e s s   S e n s o r   N e t w o r k s   U s i n g   F u z z y   A r t i f i c i a l   B e e   C o l o n y   R o u t i n g   P r o t o c o l , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   M a n a g e m e n t   &   I n f o r m a t i o n   T e c h n o l o g y ,   v o l .   7 ,   n o .   2 ,   p p .   1 0 1 8 - 1032 ,   2013.   [18]   L.   Shi,  B.   Zha ng,   H.  T.   Mouftah,   a n d   J .   M a ,   “ D D R P :   a n   e f f i c i e n t   d a t a ‐ d r i v e n   r o u t i n g   p r o t o c o l   f o r   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k s   w i t h   m o b i l e   s i n k s , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   C o m m u n i c a t i o n   S y s t e m s ,   v o l .   2 6 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 3 4 1 - 1355,   2013.   [19]   C.   C.   Hs u,   M.   S.  Kuo,  S.   C.   W ang,   and  C.   F.  Chou,   “ Joint  d e s i g n   o f   a s y n c h r o n o u s   s l e e p - w a k e   s c h e d u l i n g   a n d   o p p o r t u n i s t i c   r o u t i n g   i n   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k s , ”   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   C o m p u t e r s ,   v o l .   6 3 ,   n o .   7 ,   p p .   1 8 4 0 - 1846 ,   2012.   [20]   M.  S.  Abdulridha ,   G.  H.  Adday ,   and  I.   S.  Alshawi,   “ Fast  Sim ple   Flooding  Strat egy   in  W ire le ss   Sensor  Networks, ”   Journal  of  Southwe st J iaot ong  Unive rs it y,   vol.   54,   no.   6,   pp.   1 - 12,   2019.   [21]   T.   Gui,   F.  W ang,   C.   Ma,   and  D.  E.   W il kins,  “ On  cl uster  hea d  sele ct ion  in  m onkey - inspire d  opti m iz at ion  b ase d  routi ng  protoc ol  fo r  W SN s, ”   in  2019  Inte rnational   Confe renc e  on  Computing,   Net working  and  Comm unic ati ons  ( ICNC) ,   2019,   pp.   126 - 130.   [22]   N.  Agarwal a,   K.  Gupta,   S.  Porw al ,   and  S.  Jaind,   “ A  Survey :  Spider   Monkey   Optimiza ti on  Algorit hm , ”   Optimizati on,   vol.   6,   p.   16,   2016.   [23]   G.  Haz rat i,   H.  Sharm a,   N.  Sharm a,   and  J.  C.   Bansal ,   “ Modif ie d  spider  m onkey   opti m iz at ion, ”   in  2016  Inte rnational   Workshop on  Computati onal  Inte ll ige nce   ( IWCI) ,   2016,   pp.   209 - 214.   [24]   S.  I.   Ay on,   M.  Akhand,   S.  Shahriy ar,   and  N.  Siddique ,   “ Spider  Monkey   Optimiza ti on  to  Solve  Tra vel ing  Sale sm an  Problem, ”   in  2019  Inte rnational   Confe renc e  on  El ec tric al,   Computer  and  Comm unic ati on  Engi nee ring  ( ECCE ) ,  2019,   pp.   1 - 5.   [25]   W .   R.   Heinz el m an,   A.  Chandra kasa n,   and  H.  Bal akr ishnan,   “ Ene rgy - eff ic ie nt  comm unic at ion  protoc ol  for  wi rel ess  m ic rosensor  net works , ”   in  Proce edi ngs  of  the   33rd  annual  Hawaii  int ernati onal  conf ere nce   on  system  scie nce s ,  vol.   2,   p.   10 ,   2000 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.