基于粒子群算法的WSN路由分簇算法的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域的微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成的?，F(xiàn)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在災(zāi)難監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、防御偵查和醫(yī)療健康等方面。因此無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有著廣闊的應(yīng)用前景，然而由于其一般部署在無人看管的監(jiān)測(cè)區(qū)，無法為傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行能量替換或者補(bǔ)充。因此利用有限的能量，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命，是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由分簇算法的研究重點(diǎn)。
　　文中主要是以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為背景，以延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命和均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載為主要目的，通過對(duì)已有的路由和分簇協(xié)議

2、進(jìn)行分析和比較，結(jié)合粒子群算法最優(yōu)化的優(yōu)勢(shì)，對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由和分簇算法進(jìn)行了研究分析，主要內(nèi)容包括：
　　(1)．研究了一種基于粒子群算法的負(fù)載均衡集中式非均勻分簇路由協(xié)議。該協(xié)議采用了簇間多跳路由和非均勻分簇相結(jié)合的方式。不同于別的路由協(xié)議，該協(xié)議采用了特殊節(jié)點(diǎn)作為簇頭節(jié)點(diǎn)?；诹Ｗ尤核惴?，簇間多跳路由算法采用了一種有效的粒子編碼方案和多目標(biāo)函數(shù)，同時(shí)在選擇下一跳中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)，考慮了簇頭節(jié)點(diǎn)的能量消耗和傳輸時(shí)延，使得簇間路由

3、算法在簇頭節(jié)點(diǎn)能耗和傳輸時(shí)延方面獲得了均衡。非均勻分簇也是基于粒子群算法，將粒子巧妙地編碼為完整的分簇方案，在選擇成簇方案時(shí)，同時(shí)考慮了傳感器節(jié)點(diǎn)和簇頭節(jié)點(diǎn)的能量消耗，均衡各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載。仿真結(jié)果表明：該算法能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)壽命，均衡網(wǎng)絡(luò)能量消耗，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延。
　　(2)．在性能方面，(1)中提出的協(xié)議性能比已有算法有了很大的提高，然而，由于簇頭節(jié)點(diǎn)功能的特殊性，提高簇頭節(jié)點(diǎn)的壽命對(duì)網(wǎng)絡(luò)壽命的提高有著決定性的意義，因此在簇間多

4、跳路由階段，考慮到粒子群算法易陷入局部最優(yōu)的缺陷，差分進(jìn)化算法又有著比較好的全局搜索能力，將粒子群算法與差分進(jìn)化算法進(jìn)行混合，從而可以更好的尋優(yōu)。在分簇階段，對(duì)于大規(guī)模的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，算法的收斂性是衡量算法性能的一個(gè)重要指標(biāo)，因此為了提高分簇算法的收斂性，對(duì)粒子群算法進(jìn)行了改進(jìn)，在粒子自身最優(yōu)和全局最優(yōu)位置更新之前，加入了局部調(diào)整的階段。仿真結(jié)果表明：在提高網(wǎng)絡(luò)的壽命、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡和減少網(wǎng)絡(luò)的傳輸時(shí)延方面又有了提升，同時(shí)提高了分簇算法