基于蟻群算法的無線傳感器網絡能量有效路由算法研究.pdf

1、隨著半導體技術、微系統(tǒng)技術、嵌入式技術和無線通信等技術的高速發(fā)展，使得微傳感器節(jié)點的處理能力更強、功能更豐富、體積更微型化，能夠集信息采集、數據處理和無線通信等功能于一體，推動了低功耗多功能傳感器應用的快速發(fā)展。無線傳感器網絡(WSN)作為一種全新的信息獲取和處理技術，是計算機科學技術的一個新的研究領域，它由大量的低功耗、廉價、微小的傳感器節(jié)點組成，這些節(jié)點通過自組織的方式形成無線通信網絡，協(xié)作地完成信息收集、目標監(jiān)測和環(huán)境感知等多項復

2、雜任務。無線傳感器網絡應用前景廣闊，目前已被成功應用于軍事、醫(yī)療、智能家居、環(huán)境監(jiān)控等多個領域，它的研究與應用越來越受到人們的重視，在WSN基礎上飛速發(fā)展起來的物聯(lián)網已經被視為繼計算機、互聯(lián)網之后世界信息產業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。
　　 無線傳感器網絡是一種特殊的自組織網絡，與傳統(tǒng)的Ad hoc網絡相比既有相似又存在很大的區(qū)別，其中能量有限性是約束無線傳感器網絡考慮的關鍵因素之一，因此設計一個能量有效的無線傳感器路由協(xié)議是研究人員面

3、臨的挑戰(zhàn)。無線傳感器網絡的節(jié)點通常部署在惡劣環(huán)境中，節(jié)點的能量無法得到補充，再加上節(jié)點失效而帶來的網絡拓撲動態(tài)變化，因此，無線傳感器網絡需要設計適應于自身特點的無線路由協(xié)議。本文對無線傳感器網絡的結構、特點及關鍵技術進行了深入的研究，結合蟻群算法的理論，在能量有效的蟻群路由算法(EEABR)的基礎上提出了改進的能量有效路由算法(IEEABR)，該算法在螞蟻數據包結構、概率選擇公式及信息素更新公式等方面與原算法相比都有所改進。通過為前向螞

4、蟻與后向螞蟻設計不同的報文結構提高了傳輸效率。概率選擇過程中考慮鄰居剩余能量的相對大小，能夠避免螞蟻選擇能量較小的鄰居作為下一跳，均衡了網絡能量的消耗。讓前向螞蟻在路徑搜索過程中釋放信息素能夠優(yōu)化路徑，加速算法收斂。同時，前向螞蟻數據包中增加了節(jié)點的鄰居地址表，能夠有效的減少路由回路的發(fā)生，提高搜索效率，增加了能量利用的有效性。本文中使用NS2仿真工具對IEEABR和EEABR協(xié)議進行了仿真對比，實驗結果表明，IEEABR協(xié)議比EEAB