I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l  I nte llig ence   ( I J - AI)   Vo l.  1 3 ,   No .   4 ,   Dec em b er   2 0 2 4 ,   p p .   3 8 2 7 ~ 3 8 3 6   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 1 3 . i4 . p p 3 8 2 7 - 3 8 3 6          3827     J o ur na l ho m ep a g e :   h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   A nov el energy  e f ficient  data  ga the ring  alg o rithm f o r wire less   sens o r net wo rks   using  artificial i nt ellig ence       Swa pn a   Cha v v a 1 ,   Vij a y a s hree   R.   B ud y a l 2   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o m mu n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   S r i   V e n k a t e s h w a r a   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   V i s v e s v a r a y a   Te c h n o l o g i c a l   U n i v e r si t y ,   B e n g a l u r u ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   S a i   V i d y a   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y ,   B e n g a l u r u ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   3 ,   2 0 2 3   R ev is ed   Ap r   8 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Ap r   1 7 ,   2 0 2 4       En e rg y   e fficie n c y   is ch a ll e n g i n g   t a sk   in   wire les s se n so r  n e two rk   ( WS N),  it   is  th e   m a in   b a rrier i n   e x ten d in g   n e t wo rk   li fe sp a n .   In   W S N,  m a x imu m   e n e rg y   is   wa ste d   d u ri n g   d a ta  g a t h e rin g ,   h e n c e   e n e rg y   e fficie n t  a lg o rit h m s  u sin g   a rti ficia l  in telli g e n c e   c a n   b e   d e sig n e d ,   t h a t  p re se rv e s  e n e rg y   wh il e   d a ta  g a th e rin g .   Th u s,  o u r   p r o p o se d   m e th o d o l o g y ,   A   n o v e l  e n e rg y   e ffi c ien t  d a ta  g a th e rin g   a lg o rit h m   u sin g   a rti fici a l  in telli g e n c e   fo r  wire les s  se n so r  n e two rk s   (ND GA I),   u se s  n o v e l   a rti ficia l  in t e ll ig e n c e   a lg o r it h m s  a n d   a d d re ss e s  issu e   o f  e n e rg y   c o n su m p t io n   wh i le  g a th e rin g   d a ta.  In   o u r   p r o p o se d   wo rk ,   m o b il e   e lem e n t  is  u ti li z e d   to   g a th e r  i n fo rm a ti o n   fro m   se n s o r  n o d e s  i n   t h e   c lu ste rs,  fo rm e d   u si n g   a m e n d e d - e x p e c tati o n - m a x imiz a ti o n .   Eac h   c l u ste r  sh o u l d   h a v e   a   c lu ste r  lea d e r  a n d   a   v irt u a l - p o i n t.   Th e se   c lu ste r   lea d e rs  a re   fo rm e d   u ti li z in g   fu z z y   lo g ic  tec h n iq u e .   Virtu a l - p o in ts  a re   fo rm e d   in   th e   ra n g e   o f  c lu ste r  lea d e r,   o n l y   wh e n   c l u ste r  lea d e r  h a s d a ta.  Th e   m o b il e   e lem e n t  re a c h e s v irt u a l   p o i n t  b y   tak in g   th e   o p ti m a l  p a t h ,   th a t  d e term in e d   b y   t h e   h y b ri d   a rti ficia l  in telli g e n c e   a lg o rit h m s,  su c h   a s  a rti ficia l - b e e - co lo n y   (ABC)  tec h n iq u e   a n d   p a rti c le sw a rm   o p ti m iza ti o n   (P S O )  a lg o rit h m s.  T h u s,  b y   p ro p e rly   p e rfo rm in g   c lu ste rin g ,   c l u ste r  lea d e r  se lec ti o n ,   v irt u a l - p o in t  se lec ti o n   a n d   o p t ima l  p a th   d e term in a ti o n ,   lea d   to   imp r o v e d   n e two rk   li fe ti m e   a n d   e n e rg y   sa v in g   wh il e   g a th e rin g   th e   d a ta.  Re su lt s  a re   sim u late d   a n d   c o m p a re d   with   sc a l a b le  g rid - b a se d   d a ta   g a th e ri n g   a lg o rit h m   f o r  e n v iro n m e n tal  m o n it o rin g   wire l e ss   se n so r  n e two rk s ( S G BDN )  a n d   p ro p o se d   a lg o rit h m   p e rf o rm s b e tt e r.   K ey w o r d s :   C lu s ter   lead er   C lu s ter in g   Fu zz y   lo g ic   Mo b ile  elem en t   Vir tu al  p o in ts   W ir eles s   s en s o r   n etwo r k   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Swap n a  C h av v a   Dep ar tm en t o f   E lectr o n ics an d   C o m m u n icatio n   E n g in ee r i n g ,   Sri  Ven k atesh war a  C o lleg e  o f   E n g in ee r i n g   B en g alu r u ,   I n d ia   E m ail:  s wap n a en g @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   L ar g e  n u m b er   o f   s en s o r s   ar e   d ep lo y e d   in   th e  f ield ,   ter m e d   as  wir eless   s en s o r   n etwo r k   ( W SN)   [ 1 ] .  T h ese  s en s o r s   h elp s   in   s en s in g   th e  en v ir o n m en t  an d   co m m u n icate s   th e  s am e  with   b ase  s tatio n   an d   f r o m   b ase   s tatio n   to   th e  u s er   an d   h elp s   t h e  u s er   to   m o n ito r   an d   co n tr o l   th e  en v i r o n m e n t  r em o tely .   T h u s ,   W SN  h as  wid e  r an g e  o f   a p p licatio n s   in   m ilit ar y   s u r v eillan ce ,   ag r ic u ltu r e,   m ed ical  d o m ain   [ 2 ] – [ 5 ] ,   an d   h elp s   to   m o n ito r   in f o r m atio n   s u ch   as  tem p er at u r e,   p r ess u r e,   a n d   h u m id ity .   W h ile  g ath er in g   th e  i n f o r m atio n   f r o m   th e  s en s o r   n o d e  lo t   o f   p o wer   is   co n s u m e d   to   tr an s m it  th e   in f o r m atio n   f r o m   ea c h   s en s o r   to   th e  b ase  s tatio n   [ 6 ] .   T h e  l o w  en er g y   ad ap tiv e   clu s ter in g   h i er ar ch y   ( L E AC H)   [ 7 ]   is   o n e  o f   th e   h ier ar c h ical  clu s ter in g   m eth o d   wh er e  t h e   n etwo r k   is   p a r titi o n ed   o r   clu s ter ed   an d   b ased   o n   th e  p r o b a b ilit y   o n e   o f   th e  n o d e   is   s elec ted   as  clu s ter   h ea d   ( C H) .   I n   o r d er   to   m ak e   th e  n e two r k   last   lo n g e r ,   m o b ile  ele m en ts   ar e  u s ed .   T h ese  m o b ile  elem en ts   [ 8 ] ,  [ 9 ]   go  to   th e  C H  an d   r ec eiv e  d ata  f r o m   th e  n etwo r k .   Sev er al  ar tif icial  in tellig en ce   m eth o d s ,   wh ich   ar e  a  s u b s et  o f   m ac h in e  lear n in g   [ 1 0 ] – [ 1 2 ] ,   c an   b e  u s ed   t o   b o o s t e f f icien cy   an d   lo wer   e n er g y   u s e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif  I n tell,  Vo l.  1 3 ,   No .   4 ,   Dec em b er   2 0 2 4 :  3 8 2 7 - 3 8 3 6   3828   I n   o u r   p r o p o s ed   wo r k ,   a  n o v el  en er g y   ef f icien t  d ata  g ath er in g   alg o r ith m   f o r   wir el ess   s en s o r   n etwo r k s   u s in g   ar tific ial  in tell ig en ce   ( NDGA I )   th e  b ase  s tatio n   is   co n s id er ed   to   b e  at   th e  c en ter .   T h e  n etwo r k   co n s is ts   o f   h u n d r ed   o f   n o d es   ( also   k n o wn   as  m o tes)  an d   th e  en tire   n etwo r k   is   s u b   d iv id ed   in to   o p tim al   n u m b er   o f   clu s ter s   b y   u s in g   g ap   s tatis tic s   alg o r ith m   alo n g   w ith   am en d ed   ex p ec ted   m a x im izatio n   ( AE M) .   T h e   clu s ter   lead er   is   s elec ted   b ase d   o n   th e   f u zz y   l o g ic  n ea r   t h e  ce n tr o id   o f   th e  ea c h   cl u s ter .   T h e  m o b ile  elem en t   h as  to   r ea ch   all  t h e  clu s ter s   an d   g ath er   th e   in f o r m atio n .   T h e  s to p   p o in ts   ar e  th e   v ir tu al  p o in ts   th at  ar e   co n s id er ed   with   in   th e  co m m u n icatio n   r an g e  o f   th e  clu s ter   lead er   an d   th e  m o b ile  elem en ts   r ea ch es  th es e   v ir tu al  p o in ts   an d   g ath er   th e  d ata.   T h e  p ath   o f   th e  m o b ile  elem en ts   is   d eter m in ed   b y   p ar ticle  s war m   o p tim izatio n   ( PS O)   alg o r ith m   with   ar tific ial  b ee   co lo n y   ( AB C )   n am ed   as  PS O - AB C   alg o r ith m   is   u s ed ,   wh ich   s o lv es  th e  tr av ellin g   s alesm an   p r o b lem .   T h e  r esid u e  o f   p ap e r   is   ca teg o r ized   as  liter atu r e  r ev iew  in   s ec tio n   2 ,   s ec tio n   3   p r esen ts   th e  s y s tem   m o d el  an d   ass u m p tio n s ,   s ec tio n   4   c o n s is ts   o f   p r o p o s ed   wo r k ,   s ec tio n   5   c o n s is ts   o f   s im u latio n   r esu lts ,   an d   f in al ly   s ec tio n   6   d ea ls   with   th e  c o n clu s io n s .       2.   L I T E R T AU RE   R E VI E W   Hein ze lm an   et  a l .  [ 1 3 ]   p r o p o s ed   an   h ier ar c h ical  r o u tin g   alg o r ith m   k n o wn   as  L E AC H.   Her e  t h e  n etwo r k   is   d iv id ed   in to   clu s ter s   an d   C H’ s   ar e   s elec ted   b ased   o n   th e  p r o b ab ilit y   f u n ctio n ,   t h at  s elec ts   th e  n o d e  with   h ig h   en e r g y   as C H.   Ho wev er ,   th e  p er f o r m an ce   o f   th e  n etwo r k   d eg r ad es a s   th e  C H  s en d s   th e  d ata  d ir ec tly   to   th e  b ase  s tatio n .   Salem   an d   Sh u d if at  [ 1 4 ]   h as  p r o p o s ed   a n   en h an ce d   v er s io n   o f   L E AC H  p r o to co l.  T h e  C H  is   s elec ted   b ased   o n   th e  d is ta n ce   f u n ctio n   in   s u ch   a  way   th at  th e  d is tan ce   is   lo w  f r o m   b ase  s tat io n   an d   th is   h elp s   to   r ed u ce   th e  en er g y   c o n s u m p tio n   b y   in cr ea s in g   th e   n e two r k   life   tim e.   Acc o r d in g   to   Yo u n is   an d   Fah m y   [ 1 5 ] ,   an   alg o r ith m   is   d esig n ed   in   wh ich   C H’ s   ar e  s elec ted   b y   co n s id er in g   th e  n o d e   r esid u al   en er g y   a n d   d eg r ee   o f   th e  n o d e   to   its   n eig h b o u r s   an d   ac h ie v es  u n v a r y in g   C H  d is tr ib u tio n   in   th e   en tire   n etwo r k .   Ho wev e r   m o r e  en er g y   is   u tili ze d   wh e n   d ata  is   tr an s m itted   d ir ec tly   to   t h e  b as e  s tatio n .   L i n d s e y   a n d   R a g h a v e n d r a   [ 1 6 ]   h a s   p r o p o s e d   a n   a l g o r i t h m ,   p o w e r - e f f i c i e n t   g a t h e r i n g   i n   s e n s o r   i n f o r m a t i o n   s y s t e m s   ( P E G A S I S ) ,   i n   w h i c h   c h a i n   a m o n g   t h e   s e n s o r   n o d e s   a r e   f o r m e d   a n d   t h e   n o d e   t r a n s i t   i t s   i n f o r m a t i o n   t o   a   n e a r e s t   n e i g h b o u r   n o d e s   a n d   t h e n   f i n a l l y   t o   t h e   b a s e   s t a t i o n .   B u t   t h e   n o d e s   c l o s e   t o   t h e   b a s e   s t a t i o n   d i e   f a s t e r ,   w h i c h   s h o r t e n s   t h e   l i f e   o f   t h e   n e t w o r k .   C H   s e l e c t i o n   i s   a l s o   l o o k e d   a t   i n   [ 1 7 ] .   T h i s   m e t h o d   g e t s   t h e   l o w e s t   l a g   b y   s t o p p i n g   t h e   p r o c e s s   f o r   O   ( l o g l o g   N )   w h e n   N   n o d e s   a r e   g i v e n   a n d   g i v i n g   a   p a t h   l o s s   e x p o n e n t   o f   2 .   T h e   h i e r a r c h i c a l   g r o u p i n g   m e t h o d   i s   u s e d   i n   [ 1 8 ] .   E a c h   c l u s t e r   h a s   a   C H   t h a t   g a t h e r s   d a t a   f r o m   t h e   o t h e r   c l u s t e r   m e m b e r s ,   a d d s   i t   a l l   t o g e t h e r ,   a n d   s e n d s   i t   t o   t h e   b a s e   s t a t i o n   b y   t h e   c l o s e s t   C H .   E a c h   C H   i n   a   c l u s t e r   t a k e s   a   t u r n   b a s e d   o n   t h e   t i m e .   A s   t i m e   g o e s   o n ,   t h o u g h ,   t h e   l e f t o v e r   e n e r g y   m a y   b e   l e s s   t h a n   t h e   c u t o f f   e n e r g y ,   w h i c h   b r e a k s   t h e   t r a n s m i s s i o n   l i n k .   A s   t h e   u t i l i z a t i o n   o f   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k s   i s   i n c r e a s i n g   d r a s t i c a l l y   t h e r e   i s   l o t   o f   r e s e a r c h   h a p p e n i n g   a n d   t h e   a u t h o r s   h a v e   d e s i g n e d   a l g o r i t h m s   b a s e d   o n   m o b i l e   n o d e   [ 1 9 ] .   I n   o t h e r   w o r d s ,   a   m o b i l e   n o d e   w a s   u s e d .   T h i s   n o d e   s e n d s   d a t a   t o   t h e   b a s e   s t a t i o n   f r o m   t h e   C H   o r   t h e   c l u s t e r .   O n e   i d e a   f r o m   C h o   e t   a l .  [ 2 0 ]   i s   t o   u s e   m o b i l e   s i n k s   t o   c o l l e c t   d a t a   a s   p a r t   o f   a   p r o g r a m m e .   I n   t h e   P - L E A C H   a l g o r i t h m   t h a t   w a s   c r e a t e d ,   t h e   g r o u p s   a r e   s h a p e d   l i k e   c i r c l e s   a n d   a r e   s p l i t   i n t o   f o u r   s e p a r a t e   a r e a s .   E a c h   o f   t h e s e   a r e a s   c a n   e f f e c t i v e l y   t r a c k   m o b i l e   s i n k s   a n d   s a v e   e n e r g y .   O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   t h e   s u g g e s t e d   m e t h o d   h a s   m o r e   d a t a   t h a t   i s   d u p l i c a t e d .   G a o   e t   a l .   [ 2 1 ]   h a v e   u s e d   i n t e g e r - l i n e a r - p r o g r a m m i n g   p r o b l e m   a n d   p r o p o s e d   m a x i m u m   a m o u n t   s h o r t e s t   p a t h   a n d   r e d u c e d   e n e r g y   c o n s u m p t i o n ,   b y   f i n d i n g   o p t i m a l   m a p p i n g   b e t w e e n   i t s   m e m b e r s   a n d   s u b - s i n k .   S i   e t   a l .  [ 2 2 ]   h a s   e m p l o y e d   a   d a t a   g a t h e r i n g   m e t h o d   b a s e d   o n   f u z z y   r u l e - b a s e d   C H   s e l e c t i o n   b y   c o n s i d e r i n g   r e s i d u a l   e n e r g y   o f   n o d e s ,   d e g r e e   o f   c e n t r a l i t y ,   s i n k   d i s t a n c e   a n d   n u m b e r   o f   n e i g h b o u r   n o d e s .   T h i s   e n s u r e s   u n i f o r m   C H   d i s t r i b u t i o n .   A l o n g   w i t h   C H   e l e c t i o n ,   i n t r a   c l u s t e r   d a t a   a g g r e g a t i o n   u s i n g   c o r r e l a t i o n   f u n c t i o n   i n   f u z z y   t h e o r y   i s   a d o p t e d   [ 2 3 ] .       3.   SYST E M   M O D E L   A ND  AS SUM P T I O NS   T h e  m ain   m o tiv atio n   f o r   o u r   p r o p o s ed   wo r k   NDGA I   is   to   f in d   o p tim al  n u m b er   o f   clu s ter ,   clu s ter   lead er   s elec tio n ,   v ir tu al   p o i n ts   s elec tio n   an d   p ath   s elec tio n   f o r   m o b ile  elem e n t  u s in g   a r tific ial  in tellig en ce   to   th e  ex is tin g   alg o r ith m s .   I n   o u r   p r o p o s ed   wo r k ,   S  n u m b er   o f   s en s o r   n o d es  ar e  d ep lo y e d   i n   th e  m 2   n etwo r k   ar ea .   T h e   lo ca tio n   o f   t h e  s en s o r   n o d es  in   k n o wn   b y   u s in g   th e  lo ca lizatio n   tec h n iq u e .   T h e  n etwo r k   is   b ased   o n   th e  h ier ar c h ical  n etwo r k   [ 2 4 ] ,   i.e . ,   it  c o n s is ts   o f   clu s ter s   wi th   k   cl u s ter   ce n tr o id s   d en o ted   as  k 1 ,k 2 ,k 3 . . . . . . . k n .  E ac h   clu s ter   co n s is ts   o f   clu s t er   lead er ,   v ir tu al  p o in ts   p o in t s   b etwe en   clu s ter   lead er   an d   b ase  s tat io n   [ 2 5 ] ,   m o b ile  elem en t to   g ath er   t h e  i n f o r m atio n   f r o m   clu s ter   lead er   an d   a  ce n ter   b ase  s tatio n .     3 . 1 .     Ass um ptio n s   T h e  f o llo win g   ar e   s o m e  o f   t h e  ass u m p tio n s   th at  a r e  co n s id er ed   in   W SN.  T h o s e  ass u m p tio n s   ar e   lis ted   as  f o llo ws:   All  th e   n o d e s   ar e  d e p lo y e d   ac c o r d in g   t o   G au s s ian   d is tr ib u tio n   f u n ctio n .   T h e  co m m u n icatio n   r an g e  o f   all  th e  s en s o r   n o d es   in clu d in g   m o b ile  elem en t  h a v e  th e  co m m u n icatio n   r an g e   o f   R   an d   is   ab le  to   co m m u n icate   p r o p e r ly .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif  I n tell    I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8       A   n o ve l e n erg y  efficien t d a ta   g a th erin g   a lg o r ith m  fo r   w ir ele s s   s en s o r   n etw o r k s   u s in g   …  ( S w a p n a   C h a vv a )   3829   4.   P RO P O SE D  WO RK   T h e  p r o p o s ed   wo r k   NDGA I   d ea ls   with   th e  d ata  g at h er in g   f r o m   th e  s en s o r   n o d es  in   th e   W SN.  W h ils t   s en d in g   an d   r ec eiv in g   th e  d ata  p ac k ets,  lo t o f   en er g y   is   co n s u m ed   r esp ec tiv ely   as g iv en   b y   ( 1 )   an d   ( 2 ) .      = { +  2             d< d + 4             d ≥             ( 1 )      =   ( 2 )     W h er e  en er g y   r eq u i r ed   f o r   t r an s m is s io n   is   g iv en   b y   e tr ;  en er g y   r e q u ir ed   f o r   r ec eiv in g   is   d en o ted   as  e rt   tr an s m itted   b its   is   d en o ted   b y   l;  ea ch   b it  tr an s it  en er g y   is   E ele ;  en er g y   co s t  f o r   tr a n s m is s i o n   an d   r ec e p tio n   o f   s ig n al  is   g iv en   b y   ϵ fs d 2   a n d   ϵ fs d 4 ;  tr an s m is s io n   d is tan ce   is   d e n o ted   as   d ,   d 0   is   th e  e r r o r   f r ee   r ec eiv in g   d is tan ce .   T h u s   f r o m   ( 1 )   it  is   clea r   th at  t h e  en er g y   r eq u ir ed   f o r   tr a n s m itti n g   th e  d ata  is   d ir ec tly   p r o p o r tio n   to   th e   s q u ar e   o f   th e  co m m u n icatio n   d is tan c e.     4 . 1 .     Clus t er ing   p ha s e   C lu s ter in g   th e  s en s o r   n etwo r k   m ea n s   d iv id in g   th e  e n tire   n et wo r k   in to   s u b   n etwo r k s .   T h e  b en ef its   o f   clu s ter in g   in clu d e  tactica l  r eso u r ce   u s ag e,   s ca lab ilit y   o f   n et wo r k ,   elev ated   p er f o r m a n ce   a n d   to   av o id   lo n g er   d is tan ce   m u lti  h o p   co m m u n ic atio n .   B ec au s e  o f   th ese  ad v a n tag es  clu s ter in g   is   co n s id er e d   to   b e  o n e  o f   th e   m ajo r   s tep   in   d ata  g ath er in g   in   W SN.   a.   Gap   s tatis tic s   m eth o d   to   d eter m in e  o p tim al  n u m b e r   o f   clu s ter s :  I n   g ap   s tatis tics   m eth o d   th e  m ax im u m   n u m b er   o f   clu s ter   k max   h as  to   b e  d ef in ed   i n itially .   L et  th e  n u m b er   o f   n o d es  to   b e  1 ,   2 ,   3 ,   . . . . . . . . . . ,   N  an d   th e  n u m b er   o f   clu s ter s   b e  k 1 , k 2 , ......, k max .   T h e  o p tim al  n u m b er   o f   clu s ter s   ca n   b e  ev alu ate d   b y   u s in g   th e   f o llo win g   s tep s .   Step . 1 : c alcu late  s q u ar ed   E u cl id ea n   d is tan ce    2   b etwe en   p th   n o d e  with   th e  q th   n o d e  u s in g   ( 3 ) .      2 =   ∑ ( − ) 2 = 1   ( 3 )     L et  k r   d en o te  th e  in d ices o f   o b s er v atio n s   in   clu s ter   r   an d   = | |   Step . 2 :  ca lcu late  th e  s u m m atio n   b etwe en   th e  p air s   o f   d is tan ce s   o f   all  th e  n o d es  th at  b el o n g   to   th e  clu s ter   r ,   u s in g   ( 4 ) .     = ∑  , ∈   ( 4 )     Step . 3 :  m ea s u r e   d is p er s io n   with in   in tr a - clu s ter ,   d e n o ted   b y   ,   wh ich   g iv es  t h e  p o o le d   s u m m atio n   o f   s q u ar es with in   clu s ter   m ea n s   a n d   is   g iv en   b y   ( 5 ) .     = ∑ 1 2 = 1   D   ( 5 )     Step . 4 :  g en er ate  D  r ef er en ce   p o in ts   u s in g   u n if o r m   r an d o m   d is tr ib u tio n .   C lu s ter   ea ch   o f   th ese  d ata  p o in ts   b y   co n s id er in g   k 1 ,   k 2 ……. k max .   B y   co n s id er in g   all  th ese  d ata   p o in ts   ca lcu late  th e  d if f er en t  s izes  o f   clu s ter s ,   en u m er ate  d is p er s io n   with in   i n tr a - clu s ter   g iv e n   b y    .   S t e p . 5 :   c o m p u t e   t h e   d e v i a t i o n   b e t w e e n     a n d      u s i n g   ( 6 )   a n d   s t a n d a r d   d e v i a t i o n   c a n   b e   c a l c u l a t e d   u s i n g   ( 7 ) .      ( ) = 1 ∑ (  (  ) − = 1  ( ) )   ( 6 )     = [ 1 ∑ (  (  ) − = 1  ( ) ) ] [ √ 1 + 1 ]   ( 7 )     Step . 6 :  f in ally ,   th e  o p tim al  n u m b er   o f   cl u s ter   v alu e  is   ca lcu lated   in   s u ch   a  way   th at  th e  s m allest  v alu e  o f   k   p r o v id e d   th e  c o n d itio n   s tated   in   ( 8 )   is   s atis f ied .      ( ) ≥  ( + 1 ) − + 1   ( 8 )   T h u s ,   u s in g   g a p   s tatis tics ,   th e  o p tim al  n u m b er   o f   clu s ter s   ar e  d eter m in e d .   W h en   th e  o p tim al  n u m b er   o f   clu s ter s   ar e  id en tifie d ,   cl u s ter s   ar e  f o r m ed   b y   u s in g   a m en d e d   ex p ec tatio n   m ax im izatio n   al g o r ith m   wh ich   is   a   s tatis t ical  m eth o d   to   d eter m in e  m ax im u m   lik elih o o d   f u n ctio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif  I n tell,  Vo l.  1 3 ,   No .   4 ,   Dec em b er   2 0 2 4 :  3 8 2 7 - 3 8 3 6   3830   b.   AE M   alg o r ith m :  ex p ec tatio n   m ax im izatio n   alg o r it h m   is   a  s ta tis tica l  ap p r o ac h   an d   b elo n g s   to   u n s u p er v is ed   lear n in g   m eth o d   an d   is   u s ed   in   th e  f o r m a tio n   o f   clu s ter s   in   th e  W S N.   ex p ec tatio n   m ax im izatio n   alg o r ith m   is   o n e  o f   th e   s o f t  clu s ter in g   alg o r ith m s ,   wh ich   m ea n s   th at   th e   clu s ter s   m ay   o v er lap ,   i.e . ,   th e  n o d e  m a y   b e lo n g   to   m o r e  th an   o n e  clu s ter   an d   th e  am o u n t  o f   r elatio n s h i p   o f   th e  n o d e   with   ea ch   clu s ter   is   id en tifie d   b y   ca lcu latin g   th e  d eg r ee   o f   r esp o n s ib ilit y   o f   th e  n o d e   to   th e  clu s ter .   Hen ce   to   ca lcu late  th e  E u clid e an   d is tan ce   th e  g e n er alize d   f o r m u la  ad o p ted   is   g iv en   i n   ( 9 ) .      = √ ( − ) 2 − ( − ) 2   ( 9 )     T h e  n o d e  in   a  W SN  b elo n g s   to   a  p ar ticu lar   clu s ter   if   its   d is t an ce   to   th e  ce n tr o id   p o in ts   is   less   wh en   co m p ar ed   with   t h e  d is tan ce   f r o m   o th er   ce n tr o i d s .   Af ter   in i tial  clu s ter s   ar e  f o r m ed   th e   m ea n   v alu e   f o r   ea c h   clu s ter   d en o ted   b y   µ k   is   ca lc u lated   b y   co n s id er i n g   th e  av e r ag e  o f   all  th e   n o d es  th at  b el o n g   t o   a  p ar ticu lar   clu s ter .   C o v ar ian ce ,   ξ k   is   ca lcu lated   u s in g   ( 1 0 ) .     = 1 ∑ ( = 1 − ) ( − )   ( 1 0 )     T h u s   th e  in itial  clu s ter   p ar am e ter s   µ k   an d   ξ k   ar e  o b tain ed   an d   th ese  ar e  th e  p o s itio n   v ec to r s   o f   clu s ter   ce n tr o id s .   Du r in g   in itializatio n   s tep ,   n o d es   in   W SN  ar e   d ep lo y ed   ac co r d in g   to   th e  Ga u s s ian   d is tr ib u tio n   f u n ctio n   with   p r o b ab ilit y   f u n c tio n ,   g iv e n   b y   ( 1 1 ) .     ( ) = ∑ ( , )   ( 1 1 )     W h er e  x n   is   th e  n th   n o d e  p o s itio n   v ec to r ,   k   ar e  th e  n u m b er   o f   clu s ter s ,   µ k   is   th e  m ix in g   co ef f icien t  an d   th e   v alu e  o f   π k   d e p en d s   o n   th e   n u m b er   o f   clu s ter s   an d   th e  c o n d itio n   o n   π k   ca lcu lated   b ased   o n   µ k   an d   it  is   a  2 2  d iag o n al  m atr i x .   ( , )   is   th e  Gau s s i an   d is tr ib u tio n   f u n ctio n   g iv e n   b y   ( 1 2 ) .     ( , ) = 1 ( 2 ) | |  [ − 1 2 ( − ) − 1 ( − ) ]   ( 1 2 )     Du r in g   ex p ec tatio n   s tep ,   th e  d eg r ee   o f   r esp o n s ib ilit y ,   o f   ea c h   n o d e  to   th e  cl u s ter   h as  to   b e  ca lcu lated .   Deg r ee   o f   r esp o n s ib ilit y ,   d en o te d   as Γ kn   ca n   b e  o b tain ed   u s in g   ( 1 3 ) .     Γ  =  ( , ) ∑ = 1 ( , )   ( 1 3 )     As  a  n ex t  s tep ,   m ax im izatio n   s tep   h as  to   b e  ex ec u te d .   I n   th i s   s tep   u s in g   th e  d eg r ee   o f   r esp o n s ib ilit y   f u n ctio n ,   wh ich   is   o b tain ed   i n   th e  ex p ec tatio n   s tep   h as  to   b e  u s ed   to   f in d   t h e  n ew  p ar am eter s   o f   th e  cl u s ter   ce n tr o id s .   T h is   ca n   b e  u p d at ed   with   th e  n ew  v alu es  as  s h o wn   f r o m   ( 1 4 ) - ( 1 7 ) .   T h e  n ew  m ea n   v alu e  is   ca lcu lated   as in   ( 1 4 ) .     = 1 ∑  = 1   ( 1 4 )     T h e  to tal  n u m b er   o f   n o d es th a t b elo n g   t o   clu s ter   K  is   g iv en   b y   ( 1 5 ) .     = ∑  = 1   ( 1 5 )     T h e  m ix in g   co ef f icie n t π k   ca n   b e  u p d ated   u s in g   ( 1 6 ) .     =   ( 1 6 )     C o v ar ian ce   ca n   b e  u p d ated   b y   u s in g   ( 1 7 ) .     = 1 ∑  = 1 ( − ) ( − )   ( 1 7 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif  I n tell    I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8       A   n o ve l e n erg y  efficien t d a ta   g a th erin g   a lg o r ith m  fo r   w ir ele s s   s en s o r   n etw o r k s   u s in g   …  ( S w a p n a   C h a vv a )   3831   Af ter   u p d atin g   th e  p a r am eter s   o f   th e  ce n tr o id   o f   th e  clu s ter ,   as  a  last   s tep ,   th e  ex p ec tatio n   m ax im izatio n   alg o r ith m   is   ev alu ated   b y   e v al u atin g   co n v er g e n ce   o f   lo g   lik e lih o o d   f u n ctio n   as g iv en   i n   ( 1 8 ) .     =  ( , , ) = ∑  ( ∑ ( , ) = 1 ) = 1   ( 1 8 )     4 . 2 .     Clus t er   lea der  a nd   v irt ua l p o int  s elec t io n   C lu s ter   lead er   elec tio n   p h as e:  f o llo win g   th e   clu s ter s   f o r m atio n ,   th e   clu s ter   lead er   h as  to   b e  d eter m in ed   n ea r   th e   ce n tr o i d ,   s o   th at   all  th e   n o d es  with in   t h e  clu s ter   ca n   s en d   th eir   g ath er ed   in f o r m atio n   to   th e  clu s ter   lead er .   I t   m ain ly   co n s is ts   o f   f o u r   p ar ts .   T h e y   ar e   i)   Fu zz if ier ,   ii)  Fu zz y   r u le  b ase  s y s tem ,     iii)  in tellig en t f u zz y   in f er en ce   s y s tem   ( I I S),   an d   i v )   Def u zz i f ier ,   as sh o wn   in   Fig u r e  1 .           Fig u r e  1 .   Fu zz y   lo g ic  c o n tr o ll er   s y s tem       a)   Fu zz if ier :   f u zz i f ier   co n v er ts   c r is p   n u m b er s   f r o m   t h e  in p u ts   to   th e  f u zz y   s et  o f   v alu es.  T h e  in p u ts   to   th is   Fu zz if ier   ar e:   −   C lo s en ess   o f   n o d e  to   th e  clu s ter   ce n tr o id   ( C C C ) : n o d e  ce n tr ality   co n v ey s   th e  in f o r m atio n   t h at  h o w  m u c h   n ea r   th e  n o d e  is   to   th e   ce n tr o i d   in   ea ch   cl u s ter .   T h u s   C C   ca n   b e  ca lcu lated   b y   u s in g   ( 1 9 ) .      = √  ,   ( 1 9 )     −   Neig h b o u r   n o d es:  it  tells   u s   h o w  m a n y   n o d es   ar e  s u r r o u n d ed   b y   th e   elec ted   clu s ter   lead er   a n d   t h e   eq u atio n   to   ca lcu late  n eig h b o u r   n o d es is   g iv e n   in   ( 2 0 ) .      =   ( 2 0 )     wh er e  L   is   th e   n u m b er   o f   n ei g h b o u r s   an d   M   is   th e   to tal  n u m b er   o f   n o d es  in   t h e  clu s ter .   T h e  m o r e  t h e   v alu e  o f   n eig h b o u r   n o d es th e  m o r e  th e  c h an ce s   to   b e   th e  clu s ter   lead er .   −   Dir ec tio n   o f   n o d e  to war d s   b a s e  s tatio n   ( D B S):  it  tells   u s   t h at  h o w  m u ch   th e  n o d e  is   n ea r   to   th e  b ase   s tatio n .   I t c an   b e  ca lc u lated   u s in g   ( 2 1 ) .     = √  ,   ( 2 1 )     wh er e  n k   is   th e  n th   n o d e  i n   k th   clu s ter   an d   b   is   th e  l o ca tio n   o f   b ase  s tatio n .   T h e   less   th e  DB S  v alu e,   th e   m o r e  th e  c h an ce s   to   b ec o m e  c lu s ter   lead er .     Po s   =  [ Ver y Hig h ,   Hig h ,   Me d i u m Hig h ,   Me d i u m L o w,   L o w,   Ver y L o w]     b)   Def u zz if ier :   d ef u zz if ier   h elp s   in   d ef u zz if icatio n .   Def f u zif ie r   tak es  th e  f u zz y   o u tp u t  s et  f r o m   th e  I I S  an d   p r o v id es  cr is p   o u tp u t,  th at  h e lp s   in   d eter m in in g   th e  clu s ter   lead er   ac cu r ately .   T h u s   to   o b tain   th e  cr is p   o u tp u t  f r o m   d ef u zz if ier ,   th e  c en tr o id   m eth o d ,   w h ich   is   also   k n o wn   as  th e  ce n ter   o f   ar ea   is   u s ed .   I n   th is   m eth o d   t h e  ce n ter   p o in t   is   d et er m in ed ,   w h er e  th e   ar ea   u n d e r   th e  cu r v e  o n   b o th   s id es  o f   th i s   p o in t  is   eq u al  an d   th e  s am e  is   o b tain e d   b y   u s in g   ( 2 2 ) .     ∫ ( )  = ∫ ( )  ∗ ∗   ( 2 2 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif  I n tell,  Vo l.  1 3 ,   No .   4 ,   Dec em b er   2 0 2 4 :  3 8 2 7 - 3 8 3 6   3832   Vir tu al  p o in ts   elec tio n   p h ase:   th e  s elec tio n   o f   v i r tu al  p o in t  is   v er y   im p o r tan t   to   r e d u ce   th e  p ath   len g th   o f   th e  m o b ile  elem en t.   Selectin g   th e  o p tim al   n u m b e r   o f   v ir tu al  p o in ts   h as  to   b e  a ch iev ed ,   s o   th at  th e   d ata  is   co llected   ef f ec tiv ely .   T h e  d is tan ce   f r o m   th e  clu s ter   lead er   an d   th e  b ase  s tatio n   c an   b e  ca lcu lated   b y   u s in g   E u clid ea n   d is tan ce   an d   t h en   b y   s u b tr ac tin g   th e  r an g e  o f   co m m u n icatio n   as sh o wn   i n   ( 2 3 ) .     , = √ ( − 1 ) 2 − ( − 2 ) 2   ( 2 3 )     wh er e  i  is   th e  i th   clu s ter   lea d er ,   ( c i ,   c j )   ar e  th e  clu s ter   le ad er   o r d i n ates  an d   ( b 1 ,   b 2 )   a r e  th e  b ase  s tatio n   co o r d in ates.  T h u s   b y   u s in g   ( 2 3 )   th e  ex ac t  p o in t  o f   v ir t u al  p o in ts   ca n   b e  o b tain e d .       4 . 3 .     P a t h det er m ina t io n pha s e   T h e  s ea r ch   is   m ad e  i n   s u ch   a  way   th at   th e  o b jectiv e  f u n ctio n   v alu e   is   m in im ized .   T h e  o b jectiv e   f u n ctio n   is   f ix e d   b y   co n s id er i n g   th e  p ar a m eter s   s u ch   as in   ( 2 4 ) .     = (  ) , (  ) , ( )     ( 2 4 )     wh er e     is   th e  d is tan ce   b etwe en   th e  n o d es,  e CL   is   th e  en er g y   in   clu s ter   lead er ,   tm   is   th e  tim e  tak en   b y   t h e   m o b ile  elem en t to   r ea ch   th e   v i r tu al  p o in ts .   T h u s   th e  o b jectiv e  f u n ctio n   is   g iv en   as in   ( 2 5 ) .     = ( 1  + 2  + 3   ( 2 5 )     On ce   th e  o b jectiv e  f u n ctio n   is   f ix ed   th e   ar tific ial  b ee s   th at  a r e  p r esen t  in   th e  s ea r ch   s p ac e   r an d o m l y   s elec ts   an   in itial  v ec to r   an d   la ter   th e   b est  r o u te  is   f o u n d   f r o m   th e   in itial  p o p u latio n   b y   u s in g   g r ee d y   s o lu tio n .   T h is   is   ac h iev ed   b y   iter ativ e  m eth o d   an d   em p lo y in g   th e  s tr ateg y   b y   m o v in g   to war d s   th e  b etter   s o lu tio n   an d   b y   ab an d o n in g   th e  p o o r   s o lu ti o n .   T o   d eter m in e  wh eth e r   th e  s o lu tio n   is   b est  o r   p o o r ,   th e  o b jectiv e  f u n ctio n   is   g iv en   in   ( 2 6 ) .      = { 1 +  ( )      if     < 0 1 1 1 +       if    ≥ 0   ( 2 6 )       5.   SI M UL A T I O N  R E S UL T S    T h is   s ec tio n   h el p s   to   an aly s e   th e  s im u latio n   r esu lts   o f   t h e   p r o p o s ed   m eth o d .   T h e   p er f o r m an ce   o f   W SN  i s   ev alu ated   b y   im p lem en tin g   th e  p r o p o s ed   m e th o d o lo g y   u s in g   MA T L AB .   T o   ev alu ate  th e   p er f o r m an ce ,   1 0 0 0 1 0 0 0   m   s en s in g   ar ea   is   co n s id er ed .   T h e   in itial  en er g y   o f   ea c h   n o d e  is   ass u m ed   to   b e  5 0   J   an d   th e  en er g y   r eq u i r ed   to   tr a n s m it  o r   r ec eiv e  ea ch   d ata  p a ck et  is   co n s id er ed   to   b e  5 0   n J .   T h e  T ab le  1   g iv es  th e  lis t o f   p ar am eter s   co n s id er ed .       T ab le  1 .   Simu latio n   p ar am eter s   S i mu l a t i o n   P a r a m e t e r s   V a l u e s   A r e a   f o r   s e n si n g ,   1 0 0 0 1 0 0 0   m   To t a l   n o d e s,   S   1 0 0 - 200   N o d e s i n i t i a l   e n e r g y ,   E   5 0   J   Tr a n sm i ssi o n   e n e r g y   r e q u i r e d , e t r   5 0   n J   D a t a   r e c e i v i n g   e n e r g y   r e q u i r e d ,   e r t   5 0   n J   P a c k e t   l e n g t h   o f   d a t a , P   5 1 2   b i t s   Th r e s h o l d   e n e r g y   o f   m o d e l , D 0   5 0   J   Ea c h   b i t s  t r a n s mi ss i o n   e n e r g y , Ee   5 0   n J / b i t   A mp l i f i e r   c o e f f i c i e n t , є s   5   P J/ b i t / m2   V a l u e   o f   c o n v e r g e n c e , є   0 . 0 1   Tr a n sm i ssi o n   E u c l i d e a n   d i s t a n c e ,   D   8 0   m   Th r e s h o l d ,   TH   2 5   J       T h e  Fig u r e  2   r e p r esen ts   n u m b er   o f   clu s ter s   th at  ca n   b e  co n s id er e d   b y   u s in g   g a p   s tatis tic s     alg o r ith m .   T h e  n u m b er   o f   c lu s ter s   h er e  ar e  d eter m i n ed   b y   co n s id er i n g   th e   g ap   b et wee n   Lo g ( W k )   a n d   E lo g ( W k ) .   Fig u r e   3   s h o ws  h o w  th e  av er a g e  en er g y   is   c o n s u m ed   with   in   th e  clu s ter   an d   o u r   p r o p o s ed   alg o r ith m   r eq u ir es  less   en er g y   wh en   co m p ar ed   with   s ca lab le  g r id - b ased   d ata  g ath e r in g   alg o r ith m   f o r   en v ir o n m en tal  m o n ito r in g   wir eless   s en s o r   n etwo r k s   ( SGB D N) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif  I n tell    I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8       A   n o ve l e n erg y  efficien t d a ta   g a th erin g   a lg o r ith m  fo r   w ir ele s s   s en s o r   n etw o r k s   u s in g   …  ( S w a p n a   C h a vv a )   3833       Fig u r e  2 .   Dete r m i n atio n   o f   o p t im al  n u m b er   o f   cl u s ter s           Fig u r e  3 .   Av e r ag e  en er g y   co n s u m ed   with   in   a  clu s ter       T h e  n etwo r k   life tim e  o f   th e  p r o p o s ed   n etwo r k   as  th e  n o d es  v ar ied   f r o m   1 0   to   2 0 0   is   as  s h o wn   in   Fig u r e  4 .   I t  is   o b s er v e d   th at  t h e  n u m b er   o f   liv e  n o d es  is   m o r e  in   th e   p r o p o s ed   alg o r ith m   wh en   co m p ar ed   t o   th e  tr ad itio n al   alg o r ith m .   Fig u r e  5  s h o ws  th at  th e   n u m b er   o f   n o d es  t h at  ar e   aliv e  af te r   ea c h   r o u n d   is   g iv e n   i n   th e  f ig u r e  a n d   it  s h o ws  th at  o u r   p r o p o s ed   alg o r ith m   is   ef f ic ien t  as  th e  n o d es  th at  th at  d y e in g   wh ile  co llectin g   th e  d ata  is   les s   as  th e  in tr a  cl u s ter   d is tan ce   h as  b ee n   r ed u c ed   an d   th e   co m m u n icatio n   d is tan ce   is   ef f icien tly   co n s id er ed .   Fig u r e  6  also   s h o ws  th e  n u m b er   n o d es  th at  ar e  aliv e  is   r ed u cin g   with   th e  in cr ea s e  in   tim e.   T h e  p r o p o s ed   alg o r ith m   b etter   p er f o r m s   as th e  p ath   d eter m in ed   is   th e  s h o r test   p ath .   T h e  Fig u r e   7   s h o ws  th e  to tal   en er g y   co n s u m e d   with   r esp e ct  to   th e   tim e.   As  th e   v ir tu al   p o in ts   as  s elec ted   b ased   o n   th e  in f o r m atio n   p r esen t  i n   th e   clu s ter   l ea d er ,   th e   en er g y   c o n s u m ed   will  b e  less   in   th e   p r o p o s ed   alg o r ith m .   Als o ,   th e  o p tim al  p ath   is   d eter m in ed   b y   u s in g   th e  PS O - AB C   alg o r it h m   wh ich   is   u s ed   to   s o lv e  th e  T SP   p r o b lem .   Hen ce   th e  en er g y   co n s u m ed   h as b ee n   r ed u ce d   d r asti ca lly .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif  I n tell,  Vo l.  1 3 ,   No .   4 ,   Dec em b er   2 0 2 4 :  3 8 2 7 - 3 8 3 6   3834       Fig u r e  4 .   Netwo r k   life   tim e  u s in g   SGB DN  an d   NDGA I           Fig u r e  5 .   Nu m b er   o f   n o d es a liv e           Fig u r e  6 .   Nu m b er   o f   n o d es a liv e  as a   f u n ctio n   o f   tim e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif  I n tell    I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8       A   n o ve l e n erg y  efficien t d a ta   g a th erin g   a lg o r ith m  fo r   w ir ele s s   s en s o r   n etw o r k s   u s in g   …  ( S w a p n a   C h a vv a )   3835       Fig u r e  7 .   T o tal  en er g y   co n s u m ed       6.   CO NCLU SI O N   T h e  p r o p o s ed   m eth o d o lo g y   b a lan ce s   th e  p o wer   co n s u m p tio n   an d   th e  en er g y   is   ef f icien tly   u s ed   wh ile   d ata  is   g ath e r ed   in   th e  W SN.  NDGA I   u s es  g a p   s tatis tics   alg o r ith m   alo n g   with   d is tan c e  f u n ctio n   f o r   th e   s elec tin g   th e  o p tim al  n u m b er   o f   clu s ter s .   T h e  clu s ter s   wh ich   ar e  f o r m ed   ar e  f i n e - tu n e d   b y   u s in g   th e  AE M  alg o r ith m   w h ich   f o r m s   th e   f in al  clu s ter s ,   wh er e  th e   clu s ter   c en tr o id s   ar e   s elec ted   in   s u ch   a   way   th at  t h e  n o d e   d en s ity   is   m o r e.   O n ce   th e   v i r tu al  p o in ts   ar e   f o r m ed   th e  m o b ile  elem e n t  tr av els  t o   th i s   v ir tu al  p o in t   an d   co llects  th e  d ata  f r o m   th e  clu s ter   lead er .   T h e  o p tim al  p ath   f o r   m o b ile  elem en t  is   d eter m in ed   b y   u s in g   PS O - AB C   a lg o r ith m   wh ich   s o lv es  th e  T SP   p r o b lem .   T h u s ,   th e  e n tire   m eth o d o lo g y   o f   co n s id er in g   ME   alo n g   with   th e  in tellig en t  alg o r ith m s ,   h e lp s   in   d ata  g ath er in g   th e   in f o r m atio n   in   th e   m o s t  e n er g y   ef f icien t  way   an d   co n s er v es  lo t  o f   e n er g y .   T h e  s im u latio n   r esu lts   also   s h o ws   th at  th e  p r o p o s ed   m et h o d o l o g y   is   v er y   e f f icien t   an d   im p r o v es n etwo r k   life tim e.         RE F E R E NC E S   [ 1 ]   I .   F .   A k y i l d i z ,   W .   S u ,   Y .   S a n k a r a s u b r a ma n i a m,   a n d   E .   C a y i r c i ,   “ A   s u r v e y   o n   s e n so r   n e t w o r k s , ”   I EEE   C o m m u n i c a t i o n s   M a g a z i n e ,  v o l .   4 0 ,   n o .   8 ,   p p .   1 0 2 – 1 1 4 ,   2 0 0 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M C O M . 2 0 0 2 . 1 0 2 4 4 2 2 .   [ 2 ]   I .   F .   A k y i l d i z ,   W .   S u ,   Y .   S a n k a r a s u b r a man i a m ,   a n d   E.   C a y i r c i ,   “ W i r e l e s s  sen s o r   n e t w o r k s:   A   s u r v e y , ”   C o m p u t e r  N e t w o rks ,   v o l .   3 8 ,   n o .   4 ,   p p .   3 9 3 – 4 2 2 ,   2 0 0 2 ,   d o i :   h t t p s: / / d o i . o r g / 1 0 . 1 0 1 6 / S 1 3 8 9 - 1 2 8 6 ( 0 1 ) 0 0 3 0 2 - 4.   [ 3 ]   S .   M .   D i a m o n d   a n d   M .   G .   C e r u t i ,   “ A p p l i c a t i o n   o f   w i r e l e ss   se n s o r   n e t w o r k   t o   mi l i t a r y   i n f o r mat i o n   i n t e g r a t i o n , ”   i n   2 0 0 7   5 t h   I EEE   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   I n d u st ri a l   I n f o rm a t i c s ,   J u l .   2 0 0 7 ,   v o l .   1 ,   p p .   3 1 7 – 3 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I N D I N . 2 0 0 7 . 4 3 8 4 7 7 6 .   [ 4 ]   I .   B e k me z c i   a n d   F .   A l a g ö z ,   “ E n e r g y   e f f i c i e n t ,   d e l a y   se n s i t i v e ,   f a u l t   t o l e r a n t   w i r e l e ss  s e n s o r   n e t w o r k   f o r   mi l i t a r y   m o n i t o r i n g , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   D i s t ri b u t e d   S e n s o r  N e t w o rks ,   v o l .   5 ,   n o .   6 ,   p p .   7 2 9 – 7 4 7 ,   N o v .   2 0 0 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 1 5 5 0 1 3 2 0 9 0 2 7 6 8 6 2 5 .   [ 5 ]   L.   Y u ,   N .   W a n g ,   a n d   X .   M e n g ,   “ R e a l - t i me  f o r e s t   f i r e   d e t e c t i o n   w i t h   w i r e l e ss  s e n s o r   n e t w o r k s,”   i n   P ro c e e d i n g s.  2 0 0 5   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   W i re l e s s  C o m m u n i c a t i o n s,   N e t w o r k i n g   a n d   Mo b i l e   C o m p u t i n g ,   2 0 0 5 ,   v o l .   2 ,   p p .   1 2 1 4 – 1 2 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / W C N M . 2 0 0 5 . 1 5 4 4 2 7 2 .   [ 6 ]   K .   A k k a y a   a n d   M .   Y o u n i s,   “ A   s u r v e y   o n   r o u t i n g   p r o t o c o l s   f o r   w i r e l e ss   s e n s o r   n e t w o r k s, ”   Ad   H o c   N e t w o r k s ,   v o l .   3 ,   n o .   3 ,   p p .   3 2 5 – 3 4 9 ,   M a y   2 0 0 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a d h o c . 2 0 0 3 . 0 9 . 0 1 0 .   [ 7 ]   W .   R .   H e i n z e l m a n ,   A .   C h a n d r a k a s a n ,   a n d   H .   B a l a k r i s h n a n ,   “ E n e r g y - e f f i c i e n t   c o m mu n i c a t i o n   p r o t o c o l   f o r   w i r e l e ss  m i c r o se n so r   n e t w o r k s,”   i n   Pr o c e e d i n g s   o f   t h e   3 3 r d   A n n u a l   H a w a i i   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   S y s t e m   S c i e n c e s ,   2 0 0 0 ,   v o l .   1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / H I C S S . 2 0 0 0 . 9 2 6 9 8 2 .   [ 8 ]   S .   C h   a n d   V .   R .   B u d y a l ,   “ Ex p e c t a t i o n   ma x i mi z a t i o n   a n d   f u z z y   l o g i c   b a sed   e n e r g y   e f f i c i e n t   d a t a   c o l l e c t i o n   i n   w i r e l e ss  s e n s o r   n e t w o r k s  w i t h   m o b i l e   e l e me n t s, ”   i n   2 0 2 0   7 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   S i g n a l   Pro c e ss i n g   a n d   I n t e g r a t e d   N e t w o rks  ( S PI N ) ,  2 0 2 0 ,   p p .   2 1 – 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / S P I N 4 8 9 3 4 . 2 0 2 0 . 9 0 7 1 0 5 5 .   [ 9 ]   R .   Z h a n g ,   J.  P a n ,   D .   X i e ,   a n d   F .   W a n g ,   “ N D C M C :   A   h y b r i d   d a t a   c o l l e c t i o n   a p p r o a c h   f o r   l a r g e - s c a l e   W S N s u si n g   m o b i l e   e l e me n t   a n d   h i e r a r c h i c a l   c l u s t e r i n g , ”   I EE E  I n t e rn e t   o f   T h i n g s   J o u r n a l ,   v o l .   3 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JI O T. 2 0 1 5 . 2 4 9 0 1 6 2 .   [ 1 0 ]   S .   B .   K o t si a n t i s ,   I .   Za h a r a k i s,   P .   P i n t e l a s ,   a n d   O t h e r s,   “ S u p e r v i se d   mac h i n e   l e a r n i n g :   A   r e v i e w   o f   c l a ssi f i c a t i o n   t e c h n i q u e s, ”  Em e rg i n g   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   a p p l i c a t i o n s   i n   c o m p u t e r   e n g i n e e r i n g ,   v o l .   1 6 0 ,   n o .   1 ,   p p .   3 – 2 4 ,   2 0 0 7 .   [ 1 1 ]   C .   Zh a n g ,   P .   P a t r a s,  a n d   H .   H a d d a d i ,   “ D e e p   l e a r n i n g   i n   m o b i l e   a n d   w i r e l e ss   n e t w o r k i n g :   A   s u r v e y , ”   I EEE   C o m m u n i c a t i o n s   S u r v e y s &  T u t o r i a l s ,   v o l .   2 1 ,   n o .   3 ,   p p .   2 2 2 4 – 2 2 8 7 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C O M S T. 2 0 1 9 . 2 9 0 4 8 9 7 .   [ 1 2 ]   X .   W a n g ,   X .   L i ,   a n d   V .   C .   M .   L e u n g ,   “ A r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e - b a se d   t e c h n i q u e s   f o r   e m e r g i n g   h e t e r o g e n e o u s   n e t w o r k :   s t a t e   o f   t h e   a r t s,  o p p o r t u n i t i e s,  a n d   c h a l l e n g e s, ”   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   3 ,   p p .   1 3 7 9 – 1 3 9 1 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 5 . 2 4 6 7 1 7 4 .   [ 1 3 ]   W .   B .   H e i n z e l ma n ,   A .   P .   C h a n d r a k a s a n ,   a n d   H .   B a l a k r i sh n a n ,   “ A n   a p p l i c a t i o n - s p e c i f i c   p r o t o c o l   a r c h i t e c t u r e   f o r   w i r e l e ss   mi c r o se n so r   n e t w o r k s, ”   I EE E  T r a n sa c t i o n s  o n   W i re l e ss   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 ,   n o .   4 ,   p p .   6 6 0 – 6 7 0 ,   2 0 0 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TW C . 2 0 0 2 . 8 0 4 1 9 0 .   [ 1 4 ]   A .   O .   A .   S a l e m  a n d   N .   S h u d i f a t ,   “ E n h a n c e d   L EA C H   p r o t o c o l   f o r   i n c r e a si n g   a   l i f e t i me   o f   W S N s,”   Pe rs o n a l   a n d   U b i q u i t o u s   C o m p u t i n g ,   v o l .   2 3 ,   n o .   5 ,   p p .   9 0 1 – 9 0 7 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 7 7 9 - 0 1 9 - 0 1 2 0 5 - 4.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif  I n tell,  Vo l.  1 3 ,   No .   4 ,   Dec em b er   2 0 2 4 :  3 8 2 7 - 3 8 3 6   3836   [ 1 5 ]   O .   Y o u n i s  a n d   S .   F a h m y ,   “ H EED :   a   h y b r i d ,   e n e r g y - e f f i c i e n t ,   d i st r i b u t e d   c l u s t e r i n g   a p p r o a c h   f o r   a d   h o c   se n s o r   n e t w o r k s,”   I EEE   T ra n s a c t i o n s  o n   M o b i l e   C o m p u t i n g ,   v o l .   3 ,   n o .   4 ,   p p .   3 6 6 – 3 7 9 ,   O c t .   2 0 0 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T M C . 2 0 0 4 . 4 1 .   [ 1 6 ]   S .   Li n d se y   a n d   C .   S .   R a g h a v e n d r a ,   “ P EG A S I S :   P o w e r - e f f i c i e n t   g a t h e r i n g   i n   s e n so r   i n f o r ma t i o n   s y st e ms,”   i n   Pr o c e e d i n g s ,   I EE E   Ae ro s p a c e   C o n f e re n c e ,   2 0 0 2 ,   v o l .   3 ,   p p .   3 - 1 1 2 5 - 3 – 1 1 3 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A E R O . 2 0 0 2 . 1 0 3 5 2 4 2 .   [ 1 7 ]   Y .   Ji n ,   L .   W a n g ,   Y .   K i m,   a n d   X .   Y a n g ,   “ E EM C :   A n   e n e r g y - e f f i c i e n t   m u l t i - l e v e l   c l u st e r i n g   a l g o r i t h m  f o r   l a r g e - sc a l e   w i r e l e ss   sen s o r   n e t w o r k s,”   C o m p u t e r  N e t w o rk s ,   v o l .   5 2 ,   n o .   3 ,   p p .   5 4 2 – 5 6 2 ,   F e b .   2 0 0 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o m n e t . 2 0 0 7 . 1 0 . 0 0 5 .   [ 1 8 ]   A .   M a n j e s h w a r   a n d   D .   P .   A g r a w a l ,   “ T EEN :   A   r o u t i n g   p r o t o c o l   f o r   e n h a n c e d   e f f i c i e n c y   i n   w i r e l e ss   se n so r   n e t w o r k s, ”   i n   Pro c e e d i n g s  -   1 5 t h   I n t e rn a t i o n a l   P a r a l l e l   a n d   D i st r i b u t e d   Pr o c e ssi n g   S y m p o s i u m ,   I PD P S   2 0 0 1 ,   2 0 0 1 ,   v o l .   1 ,   n o .   2 0 0 1 ,   p p .   2 0 0 9 – 2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I P D P S . 2 0 0 1 . 9 2 5 1 9 7 .   [ 1 9 ]   Y .   Y a n g ,   M .   I .   F o n o a g e ,   a n d   M .   C a r d e i ,   “ I mp r o v i n g   n e t w o r k   l i f e t i m e   w i t h   m o b i l e   w i r e l e ss  s e n s o r   n e t w o r k s , ”   C o m p u t e r   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   3 3 ,   n o .   4 ,   p p .   4 0 9 – 4 1 9 ,   M a r .   2 0 1 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o mco m . 2 0 0 9 . 1 1 . 0 1 0 .   [ 2 0 ]   S .   C h o ,   L.   H a n ,   B .   J o o ,   a n d   S .   H a n ,   “ P - LEA C H :   A n   e f f i c i e n t   c l u st e r - b a s e d   t e c h n i q u e   t o   t r a c k   m o b i l e   s i n k s  i n   w i r e l e ss  se n so r   n e t w o r k s,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   D i st r i b u t e d   S e n so r   N e t w o r k s ,   v o l .   1 0 ,   n o .   9 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 1 4 / 8 0 3 6 5 6 .   [ 2 1 ]   S .   G a o ,   H .   Zh a n g ,   a n d   S .   K .   D a s,  “ Ef f i c i e n t   d a t a   c o l l e c t i o n   i n   w i r e l e ss se n s o r   n e t w o r k s   w i t h   p a t h - c o n s t r a i n e d   m o b i l e   s i n k s , ”   I E EE   T ra n s a c t i o n s  o n   M o b i l e   C o m p u t i n g ,   v o l .   1 0 ,   n o .   4 ,   p p .   5 9 2 – 6 0 8 ,   A p r .   2 0 1 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TM C . 2 0 1 0 . 1 9 3 .   [ 2 2 ]   W .   S i ,   H .   S h i ,   a n d   P .   L i u ,   “ A   c o l l a b o r a t i v e   d a t a   g a t h e r i n g   me c h a n i sm   b a sed   o n   f u z z y   d e c i s i o n   f o r   w i r e l e ss  s e n s o r   n e t w o r k s,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   D i s t ri b u t e d   S e n s o r  N e t w o rks ,   v o l .   1 1 ,   n o .   8 ,   A u g .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 1 5 / 9 5 2 4 2 8 .   [ 2 3 ]   R .   A n w i t   a n d   P .   K .   Ja n a ,   “ A n   a p p r o x i m a t i o n   a l g o r i t h m   t o   f i n d   o p t i mal   r e n d e z v o u s  p o i n t s   i n   w i r e l e ss   sen s o r   n e t w o r k s,”   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   A d v a n c e d   C o m p u t i n g   N e t w o r k i n g   a n d   I n f o r m a t i c s ,   p p . 1 9 3 - 2 0 4 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 9 8 1 - 13 - 2 6 7 3 - 8 _ 2 2 .   [ 2 4 ]   C .   K o n st a n t o p o u l o s,   G .   P a n t z i o u ,   D .   G a v a l a s ,   A .   M p i t z i o p o u l o s,   a n d   B .   M a m a l i s,   “ A   r e n d e z v o u s - b a s e d   a p p r o a c h   e n a b l i n g   e n e r g y - e f f i c i e n t   se n so r y   d a t a   c o l l e c t i o n   w i t h   m o b i l e   s i n k s , ”   i n   I EEE   T ra n sa c t i o n s   o n   Pa r a l l e l   a n d   D i st r i b u t e d   S y s t e m s ,   v o l .   2 3 ,   n o .   5 ,   p p .   8 0 9 - 8 1 7 ,   M a y   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPD S . 2 0 1 1 . 2 3 7 .   [ 2 5 ]   J.  Zh a n g ,   J .   Ta n g ,   T .   W a n g ,   a n d   F .   C h e n ,   “ En e r g y - e f f i c i e n t   d a t a - g a t h e r i n g   r e n d e z v o u s  a l g o r i t h ms  w i t h   mo b i l e   s i n k s  f o r   w i r e l e ss   sen s o r   n e t w o r k s”  I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   S e n so r   N e t w o r k s ,   v o l .   2 3 ,   n o . 4 ,   p p .   2 4 8 - 2 5 7 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 5 0 4 / I JS N E T. 2 0 1 7 . 0 8 3 5 3 3 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       S wa p n a   Ch a v v a           is  c u rre n tl y   p u rsu i n g   h e r  P h . D.  in   Visv e sv a ra y a   Tec h n o l o g ica l  Un iv e rsity ,   Be lag a v i,   Ka rn a tak a ,   In d ia  a n d   re c e iv e d   M . Tec h .   De g re e   in   S y ste m s  a n d   S i g n a l   P ro c e ss in g   fr o m   Ja wa h a rlal  Ne h ru   Tec h n o l o g ica l  U n iv e rsit y ,   H y d e ra b a d ,   A n d h ra   P ra d e sh .   S h e   is  c u rre n tl y   wo r k i n g   a s  a n   As sista n t  P ro fe ss o r  a t  S ri  Ve n k a tes h wa ra   Co ll e g e   o f   En g i n e e rin g ,   Be n g a lu r u ,   Ka rn a ta k a ,   I n d ia.   S h e   h a s  e x p e rien c e   o f   a ro u n d   1 5   y e a rs  in   tea c h in g   a n d   4   y e a rs i n   re se a rc h .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  sw a p n a e n g @g m a il . c o m .         Dr .   Vija y a shre e   R.  Bu d y a l           re c e iv e d   P h . D.  d e g re e   in   El e c tri c a l  a n d   El e c tro n ic s   fro m   Visv e sv a ra y a   Tec h n o lo g ic a l  Un i v e rsity   Be lag a v i,   Ka rn a ta k a ,   I n d ia.   S h e   is   c u rre n tl y   wo rk i n g   a s  P r o fe ss o r  a t   S a i   Vid y a   In stit u te  o f   Tec h n o lo g y ,   Be n g a lu ru ,   Ka rn a tak a ,   In d ia.   S h e   h a s  v a st  e x p e rien c e   o f  m o re   t h a n   2 7   y e a rs  in   tea c h i n g .   S h e   re c e iv e d   b e st  re se a rc h   p u b li c a ti o n   a wa rd   fro m   VG S T,   Ka rn a tak a   in   2 0 1 4 .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   v ij a y a sh re e rb @g m a il . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.