基于增強(qiáng)蟻群算法的無線傳感器路由協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是目前國內(nèi)外熱點(diǎn)研究領(lǐng)域之一，WSN可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、智能交通和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域等場景中。WSN通常由大量配備感知、無線通信、計(jì)算處理和電量嚴(yán)格受限的節(jié)點(diǎn)組成，節(jié)點(diǎn)通過互相協(xié)作來完成數(shù)據(jù)感知、傳輸任務(wù)。與傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)相比，WSN存在明顯差別，如網(wǎng)絡(luò)連接不可靠性、節(jié)點(diǎn)處理能力有限、節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)限制等，而其中最為突出的特點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)能量受限。節(jié)點(diǎn)主要依靠電池供電，一般情況下無法及時(shí)更換。因此，目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由

2、的關(guān)鍵研究課題之一，是設(shè)計(jì)能量效率高且擴(kuò)展性強(qiáng)的路由協(xié)議。
　　本文在總結(jié)WSN路由算法的基礎(chǔ)上，將基于生物特征的蟻群算法(ACO)引入到WSN路由協(xié)議中，結(jié)合ACO的自組織性、魯棒性、并行性和正反饋性的等特性，降低在路由過程中能量消耗。首先根據(jù)WSN的研究現(xiàn)狀、體系架構(gòu)以及支撐技術(shù)，總結(jié)目前WSN面臨的問題和路由協(xié)議設(shè)計(jì)的基本要求，具體分析在WSN路由設(shè)計(jì)中引入蟻群算法的原因。其次，闡述ACO的基本原理以及發(fā)展過程，并總結(jié)算法的

3、優(yōu)點(diǎn)及缺陷。在現(xiàn)有的ACO基礎(chǔ)上，提出并改進(jìn)了全局信息素初始化設(shè)置、局部信息素更新策略以及螞蟻回溯行為，并分析其在WSN路由中的優(yōu)勢體現(xiàn)。最后，將改進(jìn)的ACO引入到路由協(xié)議設(shè)計(jì)中，提出一種增強(qiáng)型蟻群算法 WSN路由協(xié)議(E-ACRP)。在E-ACRP中，設(shè)計(jì)了路由傳輸模型、分組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、路由搜索機(jī)制、鼓勵(lì)值機(jī)制和信息素更新機(jī)制等信息。為了驗(yàn)證E-ACRP性能，本文根據(jù)先前研究，引入一種基于最大最小螞蟻系統(tǒng)算法的WSN路由協(xié)議(ACRP)