基于蟻群算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量有效路由算法研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)、微系統(tǒng)技術(shù)、嵌入式技術(shù)和無線通信等技術(shù)的高速發(fā)展，使得微傳感器節(jié)點(diǎn)的處理能力更強(qiáng)、功能更豐富、體積更微型化，能夠集信息采集、數(shù)據(jù)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(yīng)用的快速發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)作為一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的一個(gè)新的研究領(lǐng)域，它由大量的低功耗、廉價(jià)、微小的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，這些節(jié)點(diǎn)通過自組織的方式形成無線通信網(wǎng)絡(luò)，協(xié)作地完成信息收集、目標(biāo)監(jiān)測和環(huán)境感知等多項(xiàng)復(fù)

2、雜任務(wù)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用前景廣闊，目前已被成功應(yīng)用于軍事、醫(yī)療、智能家居、環(huán)境監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域，它的研究與應(yīng)用越來越受到人們的重視，在WSN基礎(chǔ)上飛速發(fā)展起來的物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)被視為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。
　　 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的自組織網(wǎng)絡(luò)，與傳統(tǒng)的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)考慮的關(guān)鍵因素之一，因此設(shè)計(jì)一個(gè)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(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)通常部署在惡劣環(huán)境中，節(jié)點(diǎn)的能量無法得到補(bǔ)充，再加上節(jié)點(diǎn)失效而帶來的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)變化，因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)需要設(shè)計(jì)適應(yīng)于自身特點(diǎn)的無線路由協(xié)議。本文對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，結(jié)合蟻群算法的理論，在能量有效的蟻群路由算法(EEABR)的基礎(chǔ)上提出了改進(jìn)的能量有效路由算法(IEEABR)，該算法在螞蟻數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)、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(jìn)。通過為前向螞

4、蟻與后向螞蟻設(shè)計(jì)不同的報(bào)文結(jié)構(gòu)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(wǎng)絡(luò)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(shí)，前向螞蟻數(shù)據(jù)包中增加了節(jié)點(diǎn)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(jìn)行了仿真對比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，IEEABR協(xié)議比EEAB