I A E S  I n t e r n at io n al  Jou r n al  of  A r t if ic ia l  I n t e ll ig e n c e  ( I J - AI )   V ol . 14, No. 5, O c to be r  2025 , pp.  4151 ~ 4161   I S S N :  2252 - 8938 ,   D O I :  10.11591/ ij a i. v 14 .i 5 .pp 4151 - 4161           4151       Jou r n al  h om e page :  ht tp : // ij ai . ia e s c or e .c om   A n  e n e r gy - e f f i c i e n t  an d  se c u r e  f r am e w or k  f or  w i r e l e ss  se n sor   n e t w or k s       M ar u t h i  H an u m an t h ap p a C h an d r ap p a 1, 2 , P oor n im a G ovi n d as w am y 1   1 D e pa r t m e nt  of  E l e c t r oni c s  a nd C om m uni c a t i on E ngi ne e r i ng, B . M . S .   C ol l e ge  o f  E ngi ne e r i ng, V i s ve s va r a ya  T e c hnol ogi c a l   U ni ve r s i t y ,  B e l a ga vi , I ndi a   2 D e pa r t m e nt  o f   E l e c t r on i c s  a nd  C o m m u ni c a t i o n  E n gi ne e r i ng,  G o ve r n m e n t   E n gi n e e r i ng  C o l l e ge , V i s ve s va r a ya   T e c h no l o gi c a l   U n i ve r s i t y ,  B e l a ga vi , I ndi a       A r t ic le  I n f o     A B S T R A C T   A r ti c le  h is to r y :   R e c e iv e d  O c t  7, 2024   R e vi s e d  J ul  24, 2025   A c c e pt e d  A ug 6, 2025       In  wireless  sensor  networks   (WSNs),  achieving  energy   efficiency,  se curity,  and  minimizing  route  change  propagation   time  is  essential   for  maint aining  optimal  performance.  This  paper  introduces  a  new  approach  that  combines  Bray Ja ccar d  Curtis - based Calinski Harabasz  k - m eans (BJC - CHKMea ns) for  clusteri ng  and  Karl  Pearson  correlatio n - based  egret  swarm  optimization  algorit hm  (KPC - ESOA)  for  selecting  the  best  cluster  head  (CH)  an d  path,  along  with  c lassifying  long  short - term  memory  with  gated  recurren t  units  ( CLE - GRU )  for  detecting  harmful  nodes.  The  methodology  aims  to  e nhance  energy  usage,  improve  routing  efficiency,  and   strengthen  secur ity  by  identifying  malicious  nodes.  Additionally,  it  integrates   a   secure  routin g  table  using  elbow  de - swinging  k - anonymi ty  (EDS - KA)  and  employs  digital  signature   algorit hm - based  Zeta  Bernoulli  Merkle  tree   (DSA - ZB MT)  to  ensure  secure  communication  with  sink  nodes.  The  WSN - DS   dataset  was  used  for  training  and  testing,  with  rigorous  preprocessing,  feature  extr action,  and  selectio n  to  maintain  data   integrity.  Experimental  results   reveal ed  that  the  proposed  BJC - CHKMean s  and  CLE - GRU  models   outperform  trad itional  methods  in  power  consumption,  latency,  and  accura cy.  The  system  ac hieved  a  power  consumption  of  2.1   mW  for  clustering  and  1.9   m W  for  classifi cation,  while  also  providi ng  near - perfect  accuracy   in  de tecting  harmful  nodes.  These  findings  demonstrate  that  the  framework  signif icantly  enhances  the  energy  efficiency   and  security   of  WSNs,   making  it   a  highly   effective s olutio n for larg e, dynami c sensor n etworks.   K e y w o r d s :   D ig it a l  s ig na tu r e   E ne r gy e f f ic ie nc y   H a r m f ul  node  de te c ti on   S e c ur e  r out in g   W ir e le s s  s e ns or  ne twor ks   This is an  open  acce ss artic le unde r the  CC BY - SA   license.     C or r e s pon di n g A u th or :   M a r ut hi  H a num a nt ha ppa  C h a ndr a ppa   D e pa r tm e nt  of  E le c tr oni c s  a nd C om m uni c a ti on E ngi ne e r in g ,  B .M .S . C ol le ge  of  E ngi ne e r in g   V is ve s va r a y a  T e c hnol ogi c a l  U ni ve r s it y   B e nga lu r u - 560019, Ka r na ta ka , I ndi a   E m a il :  m a r ut hi be la ge r e @ gm a il .c om       1.   I N T R O D U C T I O N   W ir e le s s   s e n s or   ne twor ks   ( W S N s )   a r e   w id e ly   us e d  in   a ppl ic a ti ons   s uc h  a s   e nvi r onm e nt a l  m oni to r in g, he a lt hc a r e , i ndus tr ia l  a ut om a ti on, a nd s ur ve il la nc e   due  t o t he ir  s c a la bi li ty , c os t - e f f e c ti ve ne s s , a nd   f le xi bi li ty   [ 1 ] . T he s e  ne twor ks  c ons i s t  of  nume r ous  s e ns or  node s  t ha t  ga th e r  a nd t r a ns m it  da ta  t o a  c e nt r a li z e d  ba s e   s ta ti on.  D e s pi te   th e ir   a dva nt a ge s ,  W S N s   f a c e   s ig ni f ic a nt   c ha ll e nge s ,  p a r ti c ul a r ly   in   th e   a r e a s   of   e ne r gy  e f f ic ie nc y  [ 2] ,  s e c ur it y  [ 3] ,  a nd  ti m e ly   pr opa ga ti on  of   r out e   c ha nge s   [ 4] ,  e s pe c i a ll y  in   ti m e - s e n s it iv e   a nd   c r it ic a l  e nvi r onm e nt s .  E ne r gy  e f f ic ie nc y  r e m a in s   a   pr im a r y  c onc e r n  a s   s e ns or   node s   ty pi c a ll y  ope r a te   on   li m it e d  ba tt e r y  pow e r .  C om m uni c a ti on  ta s k s   a nd  f r e que nt   r out in g  upda te s   c a n   qui c kl y  dr a in   e ne r gy,  le a di ng  to   e a r ly   node   f a il ur e s   a nd   r e duc e d   ne twor k  li f e s p a n  [ 5] .  I n  a d di ti on,  W S N s   a r e   of te n  de pl oye d   in   un s e c ur e d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol . 14, No. 5, O c to be r  2025 :   4151 - 4161   4152   lo c a ti ons ,  m a ki ng   th e m   vul ne r a bl e   to   s e c ur it y  th r e a ts   s u c h  a s   e a v e s dr oppi ng,  da t a   ta m pe r in g,  or   phy s ic a l   c a pt ur e   of   node s   [ 6] ,  [ 7] .  S uc h  th r e a ts   c a n  c om pr om is e   da ta   in te gr it y  a nd  di s r upt   c om m uni c a ti on,  e s pe c ia ll y  if   m a li c io us   node s   a r e   not   pr om p tl y  id e nt if ie d  a nd  is ol a te d.  A not he r   c r it ic a l  is s ue   is   th e   e f f ic ie nt   pr opa ga ti o n   of   r out e   c ha nge s .  N e twor ks   m us t  dyna m ic a ll y  a da pt   to   node   f a il ur e s   or   e nvi r onm e nt a l  obs ta c le s   to   m a in ta in   c om m uni c a ti on.  H ow e ve r ,  if   r out e   upda te s   a r e   de la ye d  or   po or ly   c oor di na te d,  th e y  c a n  r e s ul t  in   in c r e a s e d   e ne r gy c ons um pt io n, da ta  l os s , a nd l a te nc y, ul ti m a te ly  de gr a di n g ne twor k pe r f or m a nc e   [ 8] .   T o  a ddr e s s   th e s e   in te r c onne c te d  c ha ll e nge s ,  th is   pa pe r   in tr oduc e s   a   c om pr e he n s iv e   f r a m e w or k  th a t  e ns ur e s   s e c ur e ,  e n e r gy - e f f ic ie nt ,  a nd  r e s pons iv e   r out in g  in   W S N s .  I t  in te gr a te s   B r a y  J a c c a r d  C ur ti s - ba s e d   C a li ns ki   H a r a ba s z   k - m e a n s   ( B J C - C H K M e a ns )   f or   e f f e c ti ve   c lu s te r in g,  K a r l  P e a r s on  c or r e la ti on  -   ba s e d   e gr e t  s w a r m   opt im iz a ti on  a lg or it hm   ( K P C - E S O A )   f o r   opt im iz e d  c lu s te r   he a d   ( C H )   s e le c ti on  a nd  r out in g,  a nd    Z e ta   B e r noul li   M e r kl e   tr e e   ( Z B M T )   f or   s e c ur e   a nd  a da pt a bl e   c om m uni c a ti on  pa th s .  U nl ik e   c onv e nt io na l  a ppr oa c he s   th a t  of te n  pr io r it iz e   one   a s pe c t  ove r   ot he r s ,  th is   in te gr a te d  m e th od  ba la nc e s   e n e r gy  m a na ge m e nt ,   s e c ur it y,  a nd  r out e   a da pt a bi li ty .  I t  e na bl e s   r e a l - ti m e   m a li c io us   node   de te c ti on  [ 9] ,  m in im iz e s   la te n c y,  a nd   e xt e nds  t he  ope r a ti ona l  li f e s pa n of  t he  ne twor k unde r  dyna m ic   c ondi ti ons   [ 10] , [ 11] .     T h is   pa pe r   pr o po s e s   a   un if i e d   f r a m e w or k   t o  e nh a n c e   W S N   p e r f o r m a n c e   b y   im pr ov in g  e n e r gy   e f f i c i e n c y ,  s e c ur e   c om m un ic a t io n ,  a n d   r ou te   a d a pt a b il i ty .   I t   i nt e gr a te s   m ul ti pl e   te c h ni q ue s   t o  a d dr e s s   k e y   c h a ll e n ge s   s u c h   a s   ha r m f ul   n od e   d e t e c t io n  a n d  dy na m i c   r out i ng.   B J C - C H K M e a ns   c lu s te r s   n od e s   ba s e d   o n  lo c a t io n   a n d   e ne r gy   t o   m i ni m i z e   in tr a - c l u s te r   c o m m u ni c a ti o n   a nd   r e du c e   po w e r   u s a ge .   K P C - E S O A   o pt i m i z e s   CH   s e l e c t io n  a nd  a id s   i n  id e n ti f y in g  m a li c io us   no de s   t hr ou gh   f e a tu r e   s e l e c ti on.  Z B M T   e n s ur e s   s e c ur e   a nd   r e li a b le   da ta  t r a ns m i s s io n b e t w e e n  nod e s  a nd  th e  b a s e   s t a ti on . A ddi t io n a l ly ,  c l a s s if y in g l o ng  s h or t - t e r m   m e m or y   w it h   g a te d  r e c ur r e nt   uni ts   ( C L E - G R U ) ,   a   m a c hi n e   le a r ni n g   m o de l ,  d e t e c t s   m a li c io u s   no de s   by  a n a l yz i ng  th e ir   be h a v io r .  T o ge th e r ,  t h e s e  m e t hod s  i m pr ov e   s e c ur i ty ,  c on s e r v e   e n e r g y,  a n d  e x te nd  ne tw or k  li f e ti m e .       2.   B A C K G R O U N D   W S N s   a r e   s e lf - or g a ni z in g  s ys t e m s   us e d  to   m oni to r   ph ys i c a l  or   e nvi r onm e nt a l  c on di ti on s .  I ni ti a ll y   de ve l ope d   f or   m il i ta r y a ppl i c a ti on s ,  th e y a r e  now   w id e ly  a ppl i e d  in   h e a lt hc a r e , a ut om a ti on ,  a nd e nvi r onm e nt a l  m oni to r in g   [ 12] .  T h e s e   n e twor k s   u s e   w ir e le s s   c om m uni c a ti on   t o  tr a n s m it   s e ns e d  d a ta   to   a   c e nt r a l  ba s e   s ta ti o n  [ 13] .  K e y  c h a ll e n ge s   in   W S N s   i nc lu de   e ne r gy   e f f ic i e nc y,  s e c ur it y,  a nd   r e li a bl e   d a ta   tr a n s m i s s io n,  p a r ti c ul a r ly   in   c r it ic a l  a ppl ic a ti on s   li k e   s m a r t  tr a ns por t  a n d  de f e n s e   [ 14] .  R out in g  r e m a in s   c o m pl e x  due   to   li m it e d  e ne r gy,   dyna m i c   to pol o gi e s ,  a n d  de c e nt r a l iz e d  a r c hi te c tu r e ,  pr om pt in g  th e   ne e d  f or   e f f ic ie nt   pr ot oc ol s   t a il or e d  to   s pe c if ic   a ppl i c a ti ons   [ 15] ,  [ 16] .  S e ve r a l  r e s e a r c h e r s   h a ve   pr opos e d  s ol ut i ons   t o  a d dr e s s   th e s e   i s s ue s .     G opa la n  e t  al .   [ 17]   in t e gr a t e d  b a c t e r ia l  f or a gi n g  opt im iz a ti on  w it h  ha r m o ny  s e a r c h  a lg or it h m   ( B F O - HS A )   f or   c lu s t e r in g  a nd  c r o s s - l a ye r - b a s e d  op por tu ni s ti c   r out in g  pr ot o c ol   ( C O R P )   f or   r out in g,  a c hi e vi ng  i m pr ove d  pa c k e t  de li v e r y,   r e d uc e d  d e la y,  a nd   lo n ge r   ne t w or k  li f e .   A d a pt i ve   e ne r g y - e f f ic i e nt   ba l a n c e d   un e ve n   c lu s te r in g   ( A E B U C )   pr o to c ol   a dj u s t s   c lu s t e r in g  dy na m i c a ll y  ba s e d  on  no de   de n s it y  to   e n ha n c e   e ne r gy  ba l a nc e   a n d  CH   s e l e c ti o n  [ 18] .   T a bb a s s um  a nd  P a th a k  [ 19]   c om bi ne d   lo w  e n e r g y  a d a pt iv e   c l us t e r in g hi e r a r c hy  ( L E A C H )   w i th   f uz z y  l ogi c   a nd   a r ti f i c ia l  ne ur a l  n e twor k  ( ANN )   t o  bui l d  a n  i nt r us io n   de t e c t io n  s y s te m   w it h  97%   a c c ur a c y .  K a vi a r a s a n   a nd   S r in iv a s a n   [ 2 0]   u s e d   a da pt i ve   r e m or a   opt i m iz a ti on  a lg or it hm   ( A R O A )   f or   e n e r gy - a w a r e   CH   s e l e c ti o n,  s ig ni f ic a nt ly   e xt e ndi ng  ne tw or k  li f e ti m e .  K a po or   a nd  S ha r m a   [ 21]   a p pl ie d   gl ow w or m   s w a r m   opt im iz a ti on  ( G S O )  t o  im pr ov e  e n e r gy  us e , c onne c ti vi t y,  a nd  c o ve r a g e  w it h f a s te r   c onv e r ge n c e .     S r iv id ya  a nd D e vi   [ 22]   p r opos e d a  hybr id  m e th od c om bi ni ng  b i o - in s pi r e d hi e r a r c hi c a l  or de r  c hi c ke n  s w a r m   opt im iz a ti on  ( B I H O - C S O ) ,  e ne r gy   c om pe te nt   pa r ti c le   s w a r m   opt im iz a ti on  ( E C P S O ) ,  a nd  r e c ur s iv e   bi na r y  pa r ti ti oni ng  de c is io n  tr e e   ( RBP - DT )   f or   im pr ove d  CH   s e le c ti on  a nd  r out in g  in   W S N s ,  a c hi e vi ng   hi ghe r   th r oughput  but   la c ki ng  in tr us io n  de te c ti on.  A not he r   s tu dy  us e d  s a f e   w e ig ht e d  c lu s t e r in g  w it h  a   de c is io n  tr e e   ( D T )   c la s s if ie r ,  a tt a in in g  78%   a c c ur a c y  a nd   lo nge r   ne twor k  li f e ,  th ough  w it h  li m it e d  f e a tu r e   us e   [ 23] .  X ue   e t  al .  [ 24]   a da pt e d  c r os s - la ye r - ba s e d  H a r r is - ha w k s - opt im iz a ti on  ( CL - HHO )   a c hi e ve d  lo w   e ne r gy  c ons um pt io n ( 0.1   m J )  but  f a c e d l in k f a il ur e  i s s ue s . C h e r a ppa   e t  al .   [ 25]   a da pt e d  a da pt iv e  s a il f is h opti m iz a ti on  ( A S F O ) - ba s e d  pr ot oc ol   w it h  k - m e doi ds   of f e r e d  lo w   pow e r   us e   a nd  hi gh  th r oughput  but   s tr uggl e d  w it h  node   id e nt if ic a ti on.  S ur e s h  a nd  P r a s a d   [ 26]   a da pt e d  L E A C H   f or   I o T ,  im pr ovi ng  pa c ke t - de li ve r y  r a ti o  ( P D R )   but   f a c in g  r out in g  ta bl e   in s ta bi li ty .  T he s e   s tu di e s   hi ghl ig ht   th e   r ol e   of   opt im iz a ti on  a nd  m a c hi ne   le a r ni ng  i n   e nha nc in g W S N s , t hough c h a ll e nge s  r e m a in  unr e s ol ve d.       3.   P R O P O S E D  M E T H O D O L O G Y   T he   a ppr oa c h  e nt a il s   de v e lo pi ng  a   s a f e ,  e ne r gy - e f f ic ie nt   W S N   s ys te m   th a t  s e e k s   to   m in im iz e   th e   pr opa ga ti on of   r out e  c ha nge  a nd opti m iz e  de te c ti ng ma li c io us  n ode s . I t  c om bi ne s  B J C - C H K M e a ns  t o c lu s te r ,  K P C - E S O A   to   s e le c t  f e a tu r e s   a nd  CH   opt im iz a ti on,  Z B M T   to   of f e r   a   s e c ur e   c om m uni c a ti on  to   s in k,    C L E - G R U   to   de te c t  m a li c io us   node s .  T he   pr oc e s s   e n c om pa s s e s   da ta   pr e pr oc e s s in g,  a nd  tr a ns m is s io n  w it h  di s c r e te  da ta  s e c ur it y, a s  w e ll  a s  e f f ic ie nt  e ne r gy c ons um pt io n,  s a f e  r out in g a nd e nf or c e d s e c ur it y.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       A n e ne r gy - e ff ic ie nt  and s e c ur e  f r am e w o r k  f or   w ir e le s s   s e ns o r   …  ( M ar ut hi  H anumanthappa C handr appa )   4153   3.1.   D at as e t  u s e d   T he   e xpe r im e nt   m a ke s   u s e   of   th e   W S N - D S   da ta s e t,   a   s im ul a t e d  W S N   de te c ti on  s ys te m   c r e a t e d  by  A lm om a ni   e t  al .  [ 27 ] .   T hi s   da ta s e t  is   s pe c if ic a ll y  de s ig ne d  to   a s s e s s   how   w e ll   m a c hi ne   le a r ni ng  a lg or it hm s   c a n  de te c t   a nd  c ount e r a c t  m a li c io us   a c ti vi ti e s   in   W S N s .  I t  in c lu de s   bot h  nor m a l  tr a f f ic   a nd  a tt a c k  tr a f f ic ,  c ove r in g  c om m on  W S N   th r e a ts   li ke   bl a c khol e ,  gr a yhol e ,  a nd  f lo odi ng  a tt a c ks .  K e y  f e a tu r e s   of   th e   da ta s e t,   s uc h  a s   pa c ke t  s iz e ,  s ig na l  s tr e ngt h,  e ne r gy  c ons um pt io n,  a nd  node   m obi li ty ,  a r e   c r it ic a l  f o r   e va lu a ti ng  W S N   pe r f or m a nc e  i n t e r m s  of  s e c ur it y, e ne r gy e f f ic ie nc y, a nd r out in g e f f e c ti ve ne s s .     3.2.    P r op os e d   m e t h od ol ogy   T hi s   pa pe r   pr opos e s   a   c om pr e he n s iv e   m e th odol ogy  a im e d  a t  i m pr ovi ng  e ne r gy  e f f ic ie nc y,  s e c ur it y,  a nd  r out e   opt im iz a ti on  in   W S N s .   T he   s y s te m   a r c hi te c tu r e   e m pl oys   a   m ul ti - pha s e   a ppr oa c h,  in c lu di ng  d a ta   pr e - pr oc e s s in g,  c lu s te r in g,  CH   s e l e c ti on,  ha r m f ul   node   de te c ti on,  a nd  s e c ur e   da ta   tr a ns m is s io n.  T hi s   e n s ur e s   th a t  th e   ne twor k  ope r a te s   e f f ic ie nt ly   w hi le   m a in ta in in g  a   hi gh  le ve l  of   s e c ur it y.  T he   bl oc k  di a gr a m   of   pr opos e d m e th odol ogy is  r e pr e s e nt e d i n F ig ur e  1.             F ig ur e  1. P r opos e d  m e th odol ogy f r a m e w or k       A t  th e   f ir s t  s ta ge ,  th e   W S N - D S   da ta s e t  [ 27]   is   pr e pr oc e s s e d,  t he   dupl ic a te s   a r e   e li m in a te d,  m is s in g  va lu e s   a ddr e s s e d,  a nd  th e   da ta   nor m a li z e d   a nd  c onve r te d  to   num e r ic a l  r e pr e s e nt a ti on.  T he   da ta   s e t  c ont a in s   s uc h  pa r a m e te r s   a s   e n e r gy  c ons um pt io n,  node   m obi li ty ,  a nd   pa c ke t  be ha vi or .  I t  is   di vi de d  in to   292,629  tr a in in g  s a m pl e s   to   le a r n   th e   m ode l   a nd  73,158   te s ti ng   s a m pl e s   to   e va lu a t e   th e   m ode l.   T hi s   m a ke s   th e   m od e l  ge ne r a li z e   w e ll   on  th e   ne w   da ta .   P r e pr oc e s s in g  im pr ove s   th e   qua li ty   of   da ta ,  w hi c h  th e n  f a c il it a te s   pr ope r   e xt r a c ti on  a nd  s e le c ti on  of   f e a tu r e s .  A f te r   th e   pr e - pr oc e s s i ng  s ta ge ,  th e   s ys te m   tr a ns it io ns   to   f e a tu r e   e xt r a c ti on,  w he r e   th e   e s s e nt ia l  c h a r a c te r is ti c s   f or   c la s s if yi ng  a nd  c lu s te r in g  node s   a r e   id e nt if ie d.  T o  e nha nc e   f e a tu r e   s e le c ti on,  th e   K P C - E S O A   is   ut il iz e d. T hi s   s te p a im s   to  r e duc e   th e   da ta ' s   di m e ns io n a li ty ,  ke e pi ng  onl y   th e   m os t  im por ta nt   f e a tu r e s   to   boo s t  c la s s if ic a ti on  a c c ur a c y  a n d  lo w e r   c om put a ti ona l  c o s ts .  T he   K P C - E S O A   a lg or it hm   a ddr e s s e s   th is   by  t a c kl in g  a n  opt im iz a ti on  pr obl e m   de s ig ne d  f or   th is   pur pos e .  T h e   K P C - E S O A   a lg or it hm   ope r a te s   by   s ol vi ng  th e   opt im iz a ti on  pr obl e m   gi ve n   in   ( 1 ) .  W he r e   ( , )   r e pr e s e nt s   th e   di s t a nc e   be twe e n node     a nd t he  c lu s te r  c e nt r e   , a nd    r e pr e s e nt s  t he  w e ig ht  a s s ig ne d t o t he  f e a tu r e .         ( ( ) ) =   ∑ ( ( , ) ∙ = 1   ( 1)     D ur in g  th e   ne xt   s te p,  s e n s or   node s   a r e   c lu s te r e d  w it h  B J C - C H K M e a n s   a lg or it hm   in   or de r   to   m in im iz e   in tr a - c lu s te r   e ne r gy  e xpe ndi tu r e   a nd  pr ovi de   a   ba la nc e   in   lo a ds .  I t  is   done   th r ough  c lu s te r in g  ba s e d  on  di s ta nc e   a nd  e ne r gy  m e tr ic s   to   e nha nc e   c om m uni c a ti on  pe r f or m a nc e .  K P C - E S O A   ne xt   c hoos e s   opt im um   CH s   us in g  pa r a m e t e r s   s uc h  a s   r e m a in in g  e ne r gy,  di s ta nc e ,  a n d  m e s s a ge   f r e que nc y.  T hi s   i s   a ddr e s s e d  a s   a   c ons tr a in e d  opt im iz a ti on  pr obl e m   w it h  th e   obj e c ti ve   of   m in im i z in g  e ne r gy  c ons um pt io n  a nd  e ns ur in g  a   good  c onne c ti vi ty .  A f te r   s e le c ti ng  th e   C H ,  th e   K P C - E S O A   a lg or it hm   is   us e d  to   id e nt if y  th e   opt im a l  pa th   ( O P )   f or   da ta   tr a ns m is s io n  w it hi n  th e   W S N .  T he   c hos e n   pa th   a im s   to   m in im iz e   e ne r gy  c on s um pt io n  a c r os s   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol . 14, No. 5, O c to be r  2025 :   4151 - 4161   4154   ne twor k  w hi le   m a in ta in in g  r e li a bl e   da ta   de li ve r y.  T hi s   is   do ne   by  s ol vi ng  a   m ul ti - obj e c ti ve   opt im iz a ti on  pr obl e m .  W he r e     is   th e   to ta l  e n e r gy  c ons um pt io n  of   th e   ne two r k,     is   th e   e ne r gy  c on s um e d  dur in g  tr a ns m is s io n, a nd     is  t he  e ne r gy c ons um e d dur in g r e c e pt io n.           ( ) =   ∑ (  +  ) = 1   ( 2)     T he   pr opos e d  m e th od  e m pl oys   C L E - G R U   to   de te c t  m a li c io us   node s   by  a na ly z in g  pa c k e t  f lo w   pa tt e r ns ,  pow e r   u s a ge ,   a nd  a nom a li e s , e f f e c ti ve ly   id e nt if yi ng  gr a yhol e   a nd  bl a c khol e  a tt a c ks .   T hi s   s up e r vi s e d   m ode l  c la s s if ie s   node s   a s   nor m a l  or   m a li c io us ,  e nh a nc in g  n e twor k  s e c ur it y.  D ig it a l  s ig na tu r e   a lg or it hm   ( D S A ) - Z B M T   ge ne r a te s   a ut he nt ic a ti on  k e ys   f or   s e c ur e   s in k  n ode   c om m uni c a ti on,  w hi le   e lb ow   de - s w in gi ng  k - a nonymi ty   ( E D S - KA)   e ns ur e s   s e c ur e   r out in g  ta bl e   c r e a ti o n  a nd  s a f e   da ta   d e li ve r y  to   th e   ba s e   s ta ti on.    A   w e ig ht e d  gr a ph  is   th e n  f or m e d  ba s e d  on  node   c onne c ti vi ty   a nd  e ne r gy  us e   to   id e nt if y  e ne r gy - e f f ic ie nt   pa th s ,  e xt e ndi ng   ne twor k  li f e ti m e .  T he   s e c ur e   ke y  g e ne r a ti on  m e c ha ni s m   pr ot e c t s   in te r - node   c om m uni c a ti on  f r om   th r e a ts .  T oge th e r ,   B J C - C H K M e a ns ,   K P C - E S O A ,  a nd   C L E - G R U   e ns ur e   e f f ic ie nt   r out in g,  s tr ong  s e c ur it y, a nd r e a l - ti m e  m a li c io us  node  de te c ti on.     3.3.    P e r f or m an c e  e va lu at io n   T he   pr opos e d  s e c ur e   a nd  e ne r gy - e f f ic ie nt   W S N   f r a m e w or k ' s   pe r f or m a nc e   is   a s s e s s e d  th r ough  va r io us  ke y  m e tr ic s . T he s e  m e tr ic s  of f e r  va lu a bl e  i ns ig ht s  i nt o t he  ne twor k' s  e f f ic ie nc y, pa r ti c ul a r ly  r e ga r di ng   e ne r gy  us a ge ,  s e c ur it y,  a nd  r out in g  c a pa bi li ti e s .  E ne r gy  c o ns um pt io n  is   a   ke y  f a c to r   in   a s s e s s in g  th e   e f f ic ie nc y  of   W S N s ,  e s pe c ia ll y  c ons id e r in g  th e   li m it e d  pow e r   a va il a bi li ty   of   s e ns or   node s .  I t  r e pr e s e nt s   th e   to ta l  e ne r gy  e xpe nde d  by  th e   nod e s   f or   da ta   tr a ns m is s io n,  r e c e pt io n,  a nd  pr oc e s s in g.  T h e   ove r a ll   e ne r gy   c ons um pt io n  ( )   is   de te r m in e d  by  s um m in g  th e   e ne r gy  r e qui r e d  f or   tr a ns m it ti ng  (  )   a nd  r e c e iv in g   (  )  da ta  pa c ke ts  ove r  a  s pe c if ic  t im e  f r a m e . T hi s  m e tr ic  he lp s  de te r m in e  t he  ove r a ll  e ne r gy e f f ic ie nc y of  t he   ne twor k a nd w he th e r  t he  pr opos e d s y s te m  c ons e r ve s  e ne r gy c o m pa r e d t o t r a di ti ona l  r out in g pr ot oc ol s .     =   ∑ (  , +  , ) = 1   ( 3)     T he   P D R   r e f le c ts   how   m a ny  pa c ke ts   s uc c e s s f ul ly   r e a c h  th e ir   d e s ti na ti on  c om pa r e d  to   th e   to ta l  s e nt   by  th e   s our c e   node s .  I t  ga uge s   th e   e f f e c ti ve ne s s   of   th e   r out in g   pr ot oc ol   in   tr a ns m it ti ng  da ta .  A   hi ghe r   P D R   s ugge s ts   th a t  th e   ne twor k  is   e f f e c ti ve ly   de li ve r in g  pa c ke t s   w it h  m in im a l  lo s s ,  w hi c h  i s   c r uc ia l  f or   e ns ur in g  da ta  i nt e gr it y a nd r e li a bi li ty  w it hi n t he  W S N .       =   × 100   ( 4)     R out e  c ha nge  pr opa ga ti on t im e  r e f e r s  t o how f a s t  th e  ne twor k a dj us ts  t o c ha nge s  i n i ts  s tr uc tu r e , l ik e   node   f a il ur e s   or   m obi li ty ,  a nd  upda te s   it s   r out in g  pa th s .  T hi s   m e a s ur e m e nt   is   vi ta l  in   dyna m ic   n e twor ks   w he r e   node   a va il a bi li ty   f lu c tu a te s .  K e e pi ng  th is   ti m e   to   a   m in im um   is   e s s e nt ia l  f or   m a in ta in in g  ne twor k  s ta bi li ty  a nd e ns ur in g s m oot h, unint e r r upt e d da ta  t r a ns m is s io n.     = −   ( 5)     D e te c ti on  a c c ur a c y  ga uge s   th e   a c c ur a c y  of   a   s ys t e m   to   not ic e  m a li c io us   node s   w it hi n  th e   W S N .  I t  is   e s ti m a te d  on  th e   ba s is   of   tr ue   pos it iv e s   ( T P ) ,  f a ls e   pos it iv e s   ( F P ) ,  tr ue   ne ga ti ve s   ( T N ) ,  a nd  f a ls e   ne ga ti ve s   ( F N ) .  H ig h  a c c ur a c y  im pl ie s   th a t  th e   s ys t e m   is   s e c ur e   a nd  ha s   a   c or r e c t  r a te   of   id e nt if yi ng  s e c ur it y - r e la te d  a nd r e gul a r  node s .      =  +   +  +  +  × 100   ( 6)     B y  a na ly z in g  th e s e   m e tr ic s ,  it   is   pos s ib le   to   ha ve   a   c le a r   pi c tu r e   of   how   th e   pr opos e d  a ppr oa c h  c a n  be   e f f e c ti ve   in   e nha nc in g  e ne r gy  e f f ic ie nc y,  s e c ur it y  a nd  c om m uni c a ti on  in   W S N s .  T he   f in di ngs   a f f ir m   it s   e f f e c ti ve ne s s   in   m in im iz e d  e ne r gy  c ons um pt io n,  e ns ur e d  r e li a bi li ty   in   tr a ns m is s io n,  a dj us tm e nt   to   pa th   c ha nge s  a nd d e te c ti on of  m a li c io us  node s .     3.4.  Ve r if ic at io n  of   e n c r yp t e d  m e s s age s   T he   e nc r ypt - th e n - s ig n  m e th ods   e m pl oye d  in   our   r e s e a r c h  e nd e a vor   to   gua r a nt e e   th e   c onf id e nt ia li ty ,   in te gr it y,  a nd  non - r e pudi a ti on  of   c om m uni c a te d  m e s s a ge s   a m ong  e nt it ie s .  T he   s ugge s t e d  m e th odol ogy  gua r a nt e e s   pr iv a c y  by  im pl e m e nt in g  a   s e r ie s   of   pr e li m in a r y  m e a s ur e s . T he   da ta   be in g  tr a ns f e r r e d  in c lu de s   a n  e nc r ypt e d  c oor di na te ,  th e   c ur r e nt   ti m e   ( ) ,  a nd  a   s ig na tu r e   in te ge r   c r e a te d  a t  r a ndom.  B y  us in g  th e   publ ic   ke y of  t he  s e nde r , t he  r e c ip ie nt  c a n v e r if y t he  ge nui ne ne s s  of  a   s ig ne d c om m uni c a ti on.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       A n e ne r gy - e ff ic ie nt  and s e c ur e  f r am e w o r k  f or   w ir e le s s   s e ns o r   …  ( M ar ut hi  H anumanthappa C handr appa )   4155   4.   P E R F O R M A N C E  E V A L U A T I O N   T he   r e s ul ts   a nd  a n a ly s is   s e c ti on  e va lu a te s   th e   pr opos e d  m e t hod' s   pe r f or m a nc e   ba s e d  on  e ne r gy  c ons um pt io n,  P D R ,  la te nc y,  ne twor k  li f e ti m e ,  a nd  de te c ti on   a c c ur a c y.  S im ul a ti on  r e s ul ts   s how   th a t  th e   in te gr a ti on  of   B J C - C H K M e a n s ,  K P C - E S O A ,  a nd  C L E - G R U   e nha nc e s   W S N   e f f ic ie nc y  a nd  s e c ur it y.  C om pa r e d  to   e xi s ti ng  m e th ods ,   th e   a ppr oa c h  a c hi e ve s   be tt e r   e ne r gy  s a vi ng s ,  r e li a bl e   tr a ns m is s io n,  a nd   a c c ur a te  m a li c io us  nod e  de te c ti on, de m ons tr a ti ng s tr ong s c a la bi li ty  a nd r obus tn e s s  unde r  di ve r s e   c ondi ti ons .     4.1.    Q u an t it a t iv e  an al ys is   F ig ur e   2  hi ghl ig ht s   th e   la te nc y   pe r f or m a nc e   of   th e   pr opos e d   K P C - E S O   a lg or it hm   in   c om pa r is on  to   ot he r   a lg or it hm s ,  s uc h  a s   e gr e t  s w a r m   opt im iz a ti on  ( E S O ) ,  b a c te r ia l  f or a gi ng  opt im iz a ti on  ( B F O ) ,  s pot te d   hye na   opt im iz e r   ( S H O ) ,  a nd  a r ti f ic ia l  be e   c ol ony  opt im iz a ti o n  ( A B C O ) ,  a s   th e   num be r   of   node s   in c r e a s e s .   L a te nc y ,  m e a s ur e d  in   m il li s e c onds   ( m s ) ,  in c r e a s e s   f or   a ll   a lg or it hm s   a s   th e   num be r   of   node s   gr ow s ,  w hi c h  is   e xpe c te d  du e   to   th e   a ddi ti ona l   c om m uni c a ti on  a nd   da ta   ha ndl in g  ne e de d  in   la r ge r   ne twor ks .   H ow e v e r ,    K P C - E S O   c ons is te nt ly   s how s   lo w e r   la te nc y  a c r os s   a ll   node   c ount s   c om pa r e d  to   th e   ot he r s .  W hi le   E S O   a nd   B F O   pe r f or m   r e la ti ve ly   w e ll ,  th e y  s ti ll   la g  be hi nd  K P C - E S O ,  pa r ti c ul a r ly   a s   th e   num be r   o f   node s   in c r e a s e s .  T he   c ons i s te nt ly   lo w e r   la te nc y  of   K P C - E S O   s ugge s ts   it s   r out e  opt im iz a ti on  is   m or e   e f f ic ie nt ,  m in im iz in g  th e   ti m e   f or   da ta   pa c ke ts   to   tr a ve l  a c r os s   th e   n e twor k,  e ve n  a s   th e   ne twor k  gr ow s .  T hi s   m a ke s   K P C - E S O   pa r ti c ul a r ly  w e ll - s ui te d f or  l a r ge - s c a le   W S N s , w he r e  r e duc in g l a te nc y i s  c r uc ia l  f or  r e a l - ti m e  a ppl ic a ti ons .             F ig ur e  2. C om pa r is on of   la te nc y of  pr opos e d m ode l  w it h t he  pe e r  m e th ods       F ig ur e   3  il lu s tr a te s   th e   r e s pons e   ti m e   of   th e   pr opos e d  K P C - E S O   a lg or it hm   ve r s us   E S O ,  B F O ,  S H O ,   a nd  A B C O   a s   nod e   c ount   in c r e a s e s .   W hi le   a ll   m e th od s   s h ow   r is in g  r e s pons e   ti m e s   w it h  ne twor k  s iz e ,     K P C - E S O  c ons is te nt ly  a c hi e ve s  t he  l ow e s t  va lu e s . T hi s  e f f ic ie nc y s te m s  f r om  i ts  opt im iz e d  CH   s e le c ti on a nd  r out in g,  m in im iz in g  de la ys .  T he   r e s ul ts   c onf ir m   K P C - E S O ’ s   s c a la bi li ty   a nd  s ui ta bi li ty   f or   la r ge   W S N s   r e qui r in g f a s t,  r e a l - ti m e  c om m uni c a ti on.             F ig ur e  3. C om pa r is on of   r e s pons e  t im e  of  pr opos e d m ode l  w it h  t he  pe e r  m e th ods   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol . 14, No. 5, O c to be r  2025 :   4151 - 4161   4156   F ig u r e   4  s h ow s   th e   f i tn e s s   va lu e s   ove r   it e r a ti o ns   f o r   CH   s e le c ti on  us in g  K P C - E S O A ,  c om pa r e d   t o   E S O A ,   B F O ,  S H O ,   a nd   A B C O .   W hi le   a l l  m e th o ds   i m pr o ve   w it h   m o r e   it e r a ti ons ,   K P C - E S O A   c ons is te n tl y   a c hi e ve s   th e   hi ghe s t   f i tn e s s ,  r e f le c t in g  be tt e r   e ne r gy  e f f ic ie nc y,  c onne c ti vi ty ,  a nd  d is ta nc e   op ti m iz a ti o n.     I ts   a d va nc e d  C H   s e le c ti on  a ll ow s   qui c ke r   c onve r ge nc e   to   opt i m a l  s ol ut io ns ,  e n ha nc in g   e ne r gy   ba la nc e   a nd   e xt e ndi n g  ne two r k  l if e .  T h is   de m ons t r a te s   K P C - E S O A ’ s   s upe r io r   e f f ic ie nc y  a nd  pe r f o r m a nc e   ove r   tr a di ti ona l  a pp r oa c he s .            F ig ur e  4. C om pa r is on of   f it ne s s   v s .   it e r a ti ons  of  pr opos e d m ode l  w it h t he  pe e r  m e th ods       F ig ur e   5  s how s   th e   e xe c ut io n  ti m e   of   va r io us   c lu s te r in g  m e th ods ,  w he r e   B J C - C H K M e a n s   out pe r f or m s   K M e a ns ,  K M e doi d,  f or w a r d  c a p a c it y  m a r ke t  ( F C M ) ,  a nd  B ir c h  w it h  th e   lo w e s t  e x e c ut io n  ti m e .  T hi s   e f f ic ie nc y  m a ke s   it   id e a l  f or   r e a l - ti m e   W S N   a ppl ic a ti ons ,   e na bl in g  f a s te r   pr oc e s s in g  a nd  be tt e r   e ne r gy  m a na ge m e nt .  I n  c ont r a s t,   hi ghe r   e xe c ut io n  ti m e s   in   m e th ods   li ke   B ir c h  m a ke   th e m   le s s   s ui ta bl e   f or   ti m e - c r it ic a l  or  l a r ge - s c a le  ne twor ks .             F ig ur e  5. C lu s te r in g  te c hni que  e xe c ut io n t im e  c om pa r is on       F ig ur e   6  pr e s e nt s   a   c om pa r is on  of   th e   a c c ur a c y  r a te s   f or   va r io us   ha r m f ul   node   c la s s if ic a ti on  m e th ods ,  in c lu di ng  th e   pr opos e d  C L E - G R U   m ode l  a nd  th e   e xi s ti ng  G R U ,  bi di r e c ti ona l  lo ng  s hor t - te r m   m e m or y  ( Bi - L S T M ) ,  lo ng  s hor t - te r m   m e m or y  ( L S T M ) ,  a n d  r e c ur r e nt   ne ur a l  ne twor k   ( R N N )   m ode ls .   A c c ur a c y,  s how n  a s   a   pe r c e nt a ge ,  r e f le c ts   e a c h  m ode l' s   a bi li ty   to   c or r e c tl y  de te c t  ha r m f ul   node s   w it hi n   a   W S N .  T he   pr opos e d   C L E - G R U   m ode l  s ta nds   out ,  a c hi e vi ng  c l os e   to   98.6%   a c c ur a c y,  w hi c h  is   s ig ni f ic a nt ly   hi ghe r   th a n  th e   ot he r   m ode ls .   T hi s   c om pa r is on   e m pha s iz e s   t ha t  th e   C L E - G R U   m ode l’ s   a dva n c e d  f e a tu r e   e xt r a c ti on  a nd  c l a s s if ic a ti on  t e c hni que s   e na bl e   it   to   m or e   e f f e c ti ve ly   di f f e r e nt ia te   be twe e n  nor m a l  a nd  ha r m f ul  node s . T he  ne a r ly  pe r f e c t  a c c ur a c y of  C L E - G R U  pos it io ns  i t  a s  a  l e a di ng opti on f o r  i m p r ovi ng W S N   s e c ur it y,  pa r ti c ul a r ly   in   e nvi r onm e nt s   w he r e   pr e c is e   id e nt if ic a ti on  of   ha r m f ul   node s   is   e s s e nt ia l  f or   m a in ta in in g ne twor k pe r f or m a nc e  a nd da ta  i nt e gr it y.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       A n e ne r gy - e ff ic ie nt  and s e c ur e  f r am e w o r k  f or   w ir e le s s   s e ns o r   …  ( M ar ut hi  H anumanthappa C handr appa )   4157       F ig ur e  6. H a r m f ul   node  c la s s if ic a ti on a c c ur a c y       F ig ur e   7  pr e s e nt s   a   pow e r   c on s um pt io n  a na ly s is   f or   bot h  c lu s te r in g  a nd  c la s s if ic a ti on  te c hni que s .   F ig ur e   7 ( a )   c om pa r e s   pow e r   c ons um pt io n  a c r os s   c lu s te r in g  m e th ods ,  s how in g  B J C - C H K M e a n s   a s   th e   m os t   e ne r gy - e f f ic ie nt   a t  2.1 m W .   I ts   opt im iz e d  c lu s te r in g  r e duc e s   in tr a - c lu s te r   c om m uni c a ti on,  m a ki ng  it   id e a l  f or   e ne r gy - c ons tr a in e d W S N s . O th e r  m e th ods , w hi le   e f f e c ti ve , c on s um e  m or e  pow e r , l im it in g t he ir  s ui ta bi li ty  f o r   s uc h  e nvi r onm e nt s .  F ig ur e   7 ( b )   s how s   ha r m f ul   node   de te c ti o n  m e th ods ,  w he r e   C L E - G R U   ha s   th e   lo w e s t  pow e r   us a ge   a t  1.9   m W .  I ts   e f f ic ie nt   de s ig n  ba la n c e s   c om p ut a ti on  a nd  m e m or y  w hi le   m a in ta in in g  hi gh  a c c ur a c y.  T hi s   m a ke s   C L E - G R U   w e ll - s ui te d  f or   W S N s ,  w he r e   lo w   pow e r   c ons um pt io n  is   c r uc ia l  f or   pr ol onge d ne twor k ope r a ti on.           ( a )       ( b)     F ig ur e  7. P ow e r   c ons um pt io n a na ly s is  of   ( a )   c lu s te r in g a nd  ( b)   c la s s if ic a ti on t e c hni que s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol . 14, No. 5, O c to be r  2025 :   4151 - 4161   4158   4.2.    Q u al it at iv e   an al ys is   T he   us e r   in te r f a c e   ( U I )   de ve lo pe d  f or   th is   pr oj e c t  is   de s ig n e d  to   pr ovi de   s m oot h  a nd  e f f ic ie nt   in te r a c ti on  w it h  th e   W S N   s ys te m   a s   s how n  in   F ig ur e   8.  I t  is   o r ga ni z e d  in to   m ul ti pl e   f unc ti ona l  c om pone nt s ,  m a ki ng  it   us e r - f r ie ndl y  f or   bot h  th e   te s ti ng  a nd  tr a in in g  p ha s e s .  E s s e nt ia l  f unc ti ons   li ke   h a r m f ul   node   de te c ti on,  c lu s t e r in g,  w e ig ht e d  gr a ph   c r e a ti on,   a nd  O P   s e le c ti on  a r e   pr e s e nt e d  a s   but to ns ,  a ll ow in g   us e r s   to   a c ti va te  e a c h pr oc e s s   s te p by s te p. F ig ur e  9 de pi c ts  a  w e ig ht e d  ne twor k gr a ph f or  t he  W S N  i n t hi s  w or k.  E a c h   node   r e pr e s e nt s   a   s e ns or   w it hi n  th e   ne twor k,  a nd  th e   c onn e c ti ng  e dge s   s how   th e   c om m uni c a ti on  li nks   be twe e n  th e m .  T h e   num be r s   on  th e s e   e dge s   r e f le c t  th e   w e ig ht s   of   th e   c onne c ti ons ,  w hi c h  c oul d  r e la te   to   f a c to r s  l ik e  e ne r gy c ons um pt io n, node  di s ta nc e , or  s ig na l  s tr e ng th . T he s e  w e ig ht s  a r e  e s s e nt ia l  in  de te r m in in g   th e   m os t  e f f ic ie nt   pa th s   f or   da ta   tr a ns m is s io n.   N ode s   a r e   c onn e c te d  ba s e d  on  pr oxi m it y  a nd  c om m uni c a ti on   c a pa bi li ty ,  c r e a ti ng  a   w e b  th r ough  w hi c h  d a ta   f lo w s   a c r os s   m ul ti pl e   r out e s .  L ow e r   w e ig ht s   in di c a t e   m or e   e ne r gy - e f f ic ie nt   or   f a s te r   li nks ,  w hi le   hi ghe r   w e ig ht s   s ugge s t  g r e a te r   e ne r gy  us e   or   le s s   e f f ic ie nt   pa th s .  T hi s   gr a ph  li ke ly   s uppor ts   node   c lu s te r in g,  CH   s e le c ti on,  a nd  r out in g  ta bl e   f or m a ti on,   a im e d  a t  opt im iz in g   e ne r gy   e f f ic ie nc y a nd s e c ur it y i n t he  W S N .             F ig ur e  8. F r ont - e nd  f or  t he   pr opos e d m e th od           F ig ur e  9. W e ig ht e d  gr a ph c ons tr uc ti on   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       A n e ne r gy - e ff ic ie nt  and s e c ur e  f r am e w o r k  f or   w ir e le s s   s e ns o r   …  ( M ar ut hi  H anumanthappa C handr appa )   4159   F ig ur e   10  de m ons tr a te s   in te r f a c e   s u c c e s s f ul ly   c om pl e te s   ke y  ta s ks   in   W S N   ope r a ti on s ,  s uc h a s   node   in it ia li z a ti on,  ha r m f ul   node   de te c ti on,  w e ig ht e d  gr a ph  c ons tr uc ti on,  a nd  c lu s te r in g.  I t  s e ts   up  50  node s ,   pos it io ni ng  th e m   a nd  a s s ig ni ng  e ne r gy  va lu e s .  H a r m f ul   node   de te c ti on  a nd  w e ig ht e d  gr a ph  c ons tr uc ti on   e ns ur e   e f f ic ie nt   c om m uni c a ti on  a nd  r out in g.   T he   c lu s te r in g  pr oc e s s   c om pa r e s   a lg or it hm s   li ke     B J C - C H K M e a n s ,  K M e a ns ,  a nd  K M e doi d,  f oc us in g  on  c la s s if ic a ti on  r e s ul ts .  T he   pr opos e d  C L E - G R U   m ode l   s ta nds   out   w it h  m or e   a c c ur a te   a nd  r e li a bl e   c la s s if ic a ti on,  m a ki ng  it   a   be tt e r   s ol ut io n  f or   s e c ur in g  a nd   opt im iz in g  W S N   ope r a ti ons .  T he   in te r f a c e   s im pl if ie s   te s ti ng  a nd  pe r f or m a nc e   e va lu a ti on,  of f e r in g  r e a l - ti m e   f e e dba c k a nd s y s te m  m oni to r in g.           F ig ur e  10. I nt e r f a c e   de m ons tr a te s  s uc c e s s f ul  c om pl e ti on of  ke y  ta s ks       5.   C O N C L U S I O N     T hi s   pa p e r   out li ne s   a   th or ough  f r a m e w or k  de s ig ne d   to   im pr ove   e ne r gy  e f f ic ie nc y,  s e c ur e   r out in g,  a nd  a c c ur a te   de te c ti on  of   ha r m f ul   node s   in   W S N s .  T he   a ppr o a c h  c om bi ne s   B J C - C H K M e a ns   f or   c lu s te r in g,  K P C - E S O A  f or  opt im iz in g  CH   s e le c ti on a nd r out in g, a nd C L E - G R U  f o r  i de nt if yi ng ha r m f ul  node s . I t  ta c kl e s   m a jo r   c ha ll e nge s   in   W S N s ,  s u c h  a s   hi gh  e ne r gy  us a ge ,  s e c ur it y  vul ne r a bi li ti e s ,  a nd  th e   ti m e   ta ke n  to   pr opa ga te   r out e   c ha nge s .  E xpe r im e nt a l  te s ts   u s in g  th e   W S N - D S   da ta s e t  s how   th a t   th e   pr opos e d   m e th ods   e xc e l  in   r e du c in g  pow e r   c ons um pt io n,  boo s ti ng  a c c ur a c y,  a nd  lo w e r in g  la te nc y.   T he   C L E - G R U   m ode l  s ur pa s s e d  ot he r   c la s s if ie r s   li ke   G R U ,  B i - L S T M ,  a nd  L S T M ,  a c hi e vi ng  a   de te c ti on  a c c ur a c y  of   98.85%   w it h   m in im a l  f a ls e  pos it iv e s  a nd ne ga ti ve s . B J C - C H K M e a n s  a ls o pr ove d t o be  m or e  e ne r gy - e f f ic ie nt , s ig ni f ic a nt l y   r e duc in g  pow e r   c ons um pt io n  c om pa r e d   to   tr a di ti ona l  c lu s te r in g  m e th ods .  T he s e   r e s ul ts   a f f ir m   th e   f r a m e w or k’ s   a bi li ty   to   e nha nc e   bot h  s e c ur it y  a nd  e n e r gy  e f f ic ie nc y  in   W S N s ,  m a ki ng  it   w e ll - s ui te d  f or   r e a l - w or ld  a ppl ic a ti ons  i n dyna m ic , r e s our c e - li m it e d s e tt in gs . F ut ur e  r e s e a r c h m a y f oc us  on f ur th e r  opt im iz in g  t he   f r a m e w or k  f or   la r ge - s c a le   ne twor ks   a nd   in c or por a ti ng  r e a l - ti m e   a da pt iv e   m e c ha ni s m s   to   a ddr e s s   n e w   th r e a ts   a nd e vol vi ng ne twor k c ondi ti ons .       F U N D I N G  I N F O R M A T I O N   A ut hor s  s ta te  no f undi ng i nvol ve d.       A U T H O R  C O N T R I B U T I O N S  S T A T E M E N T   T hi s   jo ur na l  us e s   th e   C ont r ib ut or   R ol e s   T a xonomy  ( C R e d iT )   to   r e c ogni z e   in di vi dua l  a ut hor   c ont r ib ut io ns , r e duc e  a ut hor s hi p di s put e s ,  a nd f a c il it a te  c ol la bo r a ti on.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol . 14, No. 5, O c to be r  2025 :   4151 - 4161   4160   N am e  o f  A u t h or   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   M a r ut hi   H a n um a nt h a p p a   C h a n dr a p p a   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓       ✓   P o o r n i m a  G o v i nd a s w a m y     ✓     ✓     ✓   ✓       ✓     ✓   ✓       C   :    C onc e pt ua l i z a t i on   M   :    M e t hodol ogy   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i da t i on   Fo   :    Fo r m a l  a na l ys i s   I   :    I nve s t i ga t i on   R   :    R e s our c e s   D   :   D a t a  C ur a t i on   O   :   W r i t i ng  -   O r i gi na l  D r a f t   E   :   W r i t i ng  -   R e vi e w  &   E di t i ng   Vi   :    Vi s ua l i z a t i on   Su   :    Su pe r vi s i on   P   :    P r oj e c t  a dm i ni s t r a t i on   Fu   :    Fu ndi ng a c qui s i t i on         C O N F L I C T  O F  I N T E R E S T  S T A T E M E N T   A ut hor s  s ta te  no c onf li c t  of  i nt e r e s t.       D A T A  A V A I L A B I L I T Y   D a ta   a va il a bi li ty   is   not   a ppl ic a bl e   to   th is   p a pe r   a s   no  ne w   da ta   w e r e   c r e a te d  or   a n a ly z e d  in     th is  s tu dy.        R E F E R E N C E S   [ 1]   D .  K a ndr i s ,  C .  N a ka s ,  D .  V om va s ,  a nd  G .  K oul our a s ,  “ A ppl i c a t i ons   of   w i r e l e s s   s e n s or   ne t w or ks :   a n  up - to - da t e   s ur ve y,”   A ppl i e d  Sy s t e m  I nnov at i on , vol . 3, no. 1, pp. 1 – 24, 2020, doi :  10.3390/ a s i 3010014.   [ 2]   J .  A m ut ha ,  S .  S ha r m a ,  a nd  J .  N a ga r ,  “ W S N   s t r a t e gi e s   ba s e d   on  s e n s or s ,  d e pl oym e nt ,  s e ns i ng  m ode l s ,  c ove r a ge   a nd  e ne r gy   e f f i c i e nc y:   r e vi e w ,  a ppr oa c he s   a nd  ope n  i s s ue s , ”   W i r e l e s s   P e r s onal   C om m u ni c at i ons ,  vol .  111,  no.  2,  pp.  1089 – 1115,   2020,    doi :  10.1007/ s 11277 - 019 - 06903 - z.   [ 3]   D .  E .  B oubi c he ,  S .   A t hm a ni ,  S .  B oubi c he ,  a nd  H .   T . - C r uz ,   “ C ybe r s e c ur i t y  i s s ue s   i n  w i r e l e s s   s e ns or   ne t w or ks :   c ur r e nt   c ha l l e nge s   a nd s ol ut i ons ,”   W i r e l e s s  P e r s onal  C om m uni c at i on s , vol . 117, no. 1, pp. 177 – 21 3, 2021, doi :  10.1007/ s 11277 - 020 - 07213 - 5.   [ 4]   R .  Z a gr ouba   a nd   A .  K a r di ,  “ C om pa r a t i ve   s t udy  of   e ne r gy  e f f i c i e nt   r out i ng  t e c hni que s   i n  w i r e l e s s   s e n s or   ne t w or ks , ”   I nf or m at i on ,  vol . 12, no. 1, pp. 1 – 28, 2021, doi :  10.3390/ i nf o12010042.   [ 5]   M .  S .  B e ns a l e h,  R .  S a i da ,  Y .  H .  K a c e m ,  a nd  M .  A bi d,  “ W i r e l e s s   s e ns or   ne t w or k  de s i gn  m e t hodol ogi e s :   a   s ur ve y,”   J our nal   of   Se ns or s , vol . 2020, 2020, doi :  10.1155/ 2020/ 9592836.   [ 6]   M .  A be di ni   a nd  I .  A . - A nba gi ,  “ A c t i ve   e a ve s dr oppe r ’ s   de t e c t i on  s y s t e m   i n  m ul t i - hop  w i r e l e s s   s e ns or   ne t w or ks ,”   i n  I E E E   Sy m pos i um  on C om put e r s  and  C om m uni c at i ons , 2022, vol . 2022 - J une , doi :  10.1109/ I S C C 55528.2022.9912466.   [ 7]   M .  F a r i s ,  M .  N .  M a hm ud,  M .  F .  M .  S a l l e h,  a nd  A .  A l noor ,  “ W i r e l e s s   s e ns or   n e t w or k  s e c ur i t y:   a   r e c e nt   r e vi e w   ba s e d  on   s t a t e - of - t he - a r t   w or ks ,”   I nt e r nat i onal   J our nal   of   E ngi ne e r i ng  B us i ne s s   M anage m e nt ,  vol .  15,  pp.  1 - 29,  F e b.  2023,  doi :   10.1177/ 18479790231157220.   [ 8]   Z . L i u, Y .  L i u, a nd X .  W a ng, “ I nt e l l i ge nt  r out i ng a l gor i t hm  f or  w i r e l e s s   s e n s or   ne t w or ks  dyna m i c a l l y gui de d by  di s t r i but e d ne ur a l   ne t w or ks ,”   C om put e r  C om m uni c at i ons , vol . 207, pp. 100 – 112, 2023, doi :  10.10 16/ j .c om c om .2023.05.018.   [ 9]   W .  B .  N e dha m   a nd  A .  K .   M .  A . - Q ur a ba t ,  “ A   c om pr e he n s i ve   r e vi e w   of   c l u s t e r i ng  a ppr oa c he s   f or   e ne r gy  e f f i c i e nc y  i n  w i r e l e s s   s e ns or   ne t w or ks ,”   I nt e r nat i onal   J our nal   of   C om put e r   A ppl i c at i ons   i n  T e c hnol ogy ,  vol .  72,  no.  2,  pp.  139 – 160,  2023,     doi :  10.1504/ I J C A T .2023.133035.   [ 10]   R .  A hm a d,  R .  W a z i r a l i ,  a nd  T .  A . - A i n,  “ M a c hi n e   l e a r ni ng  f or   w i r e l e s s   s e ns or   ne t w or ks   s e c ur i t y:   a n  ove r vi e w   of   c h a l l e nge s   a nd   i s s ue s , ”   Se ns o r s , vol . 22, no. 13, 2022, doi :  10.3390/ s 22134730.   [ 11]   Z .  A l   A ghba r i ,  A .  M .  K h e dr ,  W .  O s a m y,  I .   A r i f ,  a nd  D .   P .  A gr a w a l ,  “ R out i ng  i n  w i r e l e s s   s e ns or   n e t w or ks   u s i ng  opt i m i z a t i on   t e c hni que s :   a   s ur ve y,”   W i r e l e s s   P e r s onal   C om m uni c at i ons ,   vol .  111,  no.  4,   pp.  2407 – 2434,  2020,  doi :   10.1007/ s 11277 - 019 - 06993 - 9.   [ 12]   M .  A .  M a t i n  a nd  M .  M .  I s l a m ,  “ O ve r vi e w   of   w i r e l e s s   s e n s or   ne t w or k,”   i n  W i r e l e s s   Se n s or   N e t w or k s   -   T e c hnol ogy   and  P r ot oc ol s ,  vol . 17, I nT e c h, 2012, p. 302.   [ 13]   M .  I s l a m ,  A .  K um a r ,  a nd  A .   H os s a i n,  “ S t udy  of   w i r e l e s s   s e ns or   ne t w or k,”   I nt e r nat i onal   J our nal   of   Se ns or s   and  Se ns or   N e t w o r k s ,  vol . 7, no. 1, 2019, doi :  10.11648/ j .i j s s n.20190701.12.   [ 14]   D .  K a ndr i s   a nd  E .  A na s t a s i a di s ,  “ A dva nc e d  w i r e l e s s   s e ns or   ne t w or ks :   a ppl i c a t i ons ,  c ha l l e nge s   a nd  r e s e a r c h  t r e nds ,”   E l e c t r oni c s ,  vol . 13, no. 12, 2024, doi :  10.3390/ e l e c t r oni c s 13122268.   [ 15]   A .  S .  R .  S ul t ha na ,  R .  M i s hr a ,  R .  S i ngh,  B .  P a nt ,  S .  S .  B hoj n e ,  a nd  C .  R .  P r a s a d,  “ W i r e l e s s   s e n s or   ne t w or ks   f a c e   c h a l l e nge s   a n d  i s s ue s   r e l a t e d  t o  s e c ur i t y,”   i n  2023  3r d  I n t e r nat i onal   C onf e r e nc e   on  A dv anc e   C om put i ng  and  I nnov at i v e   T e c hnol ogi e s   i n   E ngi ne e r i ng, I C A C I T E  2023 , 2023, pp. 943 – 949, doi :  10.1109/ I C A C I T E 57410 .2023.10183029.   [ 16]   B .  K a ur   a nd  D .  P r a s ha r ,  “ L oc a l i z a t i on  i n  w i r e l e s s   s e ns or   ne t w or k:   t e c hni que s ,  a l gor i t hm s   a na l ys i s   a nd  c h a l l e nge s ,”   2021  9t h   I nt e r nat i onal   C onf e r e nc e   on  R e l i abi l i t y ,  I nf oc om   T e c hnol ogi e s   and  O pt i m i z at i on  ( T r e nds   and  F ut ur e   D i r e c t i ons ) ,  I C R I T O   2021 ,  2021, doi :  10.1109/ I C R I T O 51393.2021.9596135.   [ 17]   S .  H .   G opa l a n,  D .   G .  T a ka l e ,   B .  J a ya pr a ka s h,  a nd   V .  P .   R a j ,  “ A n   e ne r gy  e f f i c i e nt   r out i ng  pr ot oc ol   w i t h  f uz z y  ne ur a l   ne t w or k s   i n   w i r e l e s s  s e ns or  ne t w or k,”   A i n Sham s  E ngi ne e r i ng J ou r nal , vol . 15, no. 10, 2024, doi :  10.1016/ j .a s e j .2024.102979.   [ 18]   M .  L i ,  J .  Y i n,  Y .  X u,  G .  H ua ,  a nd  N .  X u,  “ A n  a da pt i ve   e ne r gy - e f f i c i e nt   une ve n  c l us t e r i ng  r out i ng  pr ot oc ol   f or   W S N s ,”   I E I C E   T r ans ac t i ons  on C o m m uni c at i ons , vol . E 107.B , no. 2, pp. 296 – 308, 2024, doi :   10.23919/ t r a ns c om .2023E B P 3097.   [ 19]   S .  T a bba s s um   a nd  R .   K .  P a t h a k,  “ E f f e c t i ve   da t a   t r a ns m i s s i on   t hr ough  e ne r gy - e f f i c i e nt   c l us -   t e r i ng  a nd  f uz z y - ba s e d  I D S   r out i ng   a ppr oa c h i n W S N s ,”   V i r t ual  R e al i t y  and I nt e l l i ge nt  H ar dw ar e , vol . 6, no. 1, pp.  1 – 16, 2024, doi :  10.1016/ j .vr i h.2022.10.002.   [ 20]   S .  K a vi a r a s a n  a nd  R .   S r i ni va s a n,  “ D e ve l opi ng  a   nove l   e n e r gy  e f f i c i e nt   r out i ng  pr ot oc ol   i n  W S N   us i ng   a da pt i ve   r e m or a   opt i m i z a t i on a l gor i t hm ,”   E x pe r t  Sy s t e m s  w i t h A ppl i c at i ons , vol . 244, 2024, doi :  10.1016/ j .e s w a .2023.122873.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.