無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議優(yōu)化算法的研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生于20世紀(jì)80年代到90年代，最早應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。21世紀(jì)至今，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)以其自組織、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)功耗低等特點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。該技術(shù)在信息技術(shù)、經(jīng)濟(jì)生活上的應(yīng)用對(duì)人類的生活和社會(huì)進(jìn)步產(chǎn)生重要的影響。由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常工作在無(wú)人的監(jiān)控區(qū)域，節(jié)點(diǎn)的能源只能依靠電池供電，所以降低能耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命一直是研究的重點(diǎn)。本論文首先對(duì)現(xiàn)有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)典路由協(xié)議算法進(jìn)行深入的分析，針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議算法簇

2、頭分布不均、能量消耗不均衡等問(wèn)題，提出了一種基于LEACH路由協(xié)議的改進(jìn)算法，將粒子群算法和蟻群算法引入到路由過(guò)程中。
　　本論文提出的改進(jìn)路由協(xié)議算法將監(jiān)測(cè)區(qū)域按成簇的百分比劃分成若干個(gè)小區(qū)域，每個(gè)小區(qū)域內(nèi)只產(chǎn)生一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)。因?yàn)榇仡^節(jié)點(diǎn)承擔(dān)的任務(wù)比較多，能量消耗比普通節(jié)點(diǎn)大，在選擇簇頭時(shí)要盡量選擇簇頭節(jié)點(diǎn)剩余能量高的節(jié)點(diǎn)。簇建立后，簇頭節(jié)點(diǎn)傳送數(shù)據(jù)到匯聚節(jié)點(diǎn)時(shí)采用路由接力的方法進(jìn)行路由。論文中將蟻群算法引入尋找最優(yōu)路徑。在選擇

3、下一跳節(jié)點(diǎn)時(shí)，我們不僅考慮距離因素，而且還把能量也考慮進(jìn)去，這就意味著該路徑不僅要盡可能短，還要剩余的能量盡量多。同時(shí)針對(duì)蟻群算法過(guò)度依賴參數(shù)的問(wèn)題，將粒子群算法引入蟻群，訓(xùn)練蟻群的參數(shù)，自適應(yīng)指導(dǎo)參數(shù)的選擇。
　　最后對(duì)比改進(jìn)后的算法和LEACH算法在網(wǎng)絡(luò)的平均能耗，節(jié)點(diǎn)存活數(shù)量，以及可擴(kuò)展性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。結(jié)果表明改進(jìn)后的算法在能量均衡消耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命方面要比LEACH協(xié)議的性能更加優(yōu)越，而且更適用于監(jiān)控面積大的區(qū)域。由此可見(jiàn)