基于仿生智能算法的WSN分簇路由協(xié)議的研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通常采用電池作為電源，能量十分有限，且一經(jīng)部署后難以更換，因此提高能效以延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命一直是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)關(guān)心的問(wèn)題。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)會(huì)影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的壽命，路由協(xié)議應(yīng)能量高效、可擴(kuò)展性好、魯棒性好以及收斂快，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)在保證網(wǎng)絡(luò)連通性和覆蓋度的情況下，盡量合理地使用網(wǎng)絡(luò)能量，延長(zhǎng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)

2、的生存時(shí)間。
　　本文分析了WSN路由協(xié)議設(shè)計(jì)時(shí)遇到的問(wèn)題，從提高網(wǎng)絡(luò)能效，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命的角度出發(fā)，結(jié)合群體智能算法簡(jiǎn)單、分布式以及易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，提出了基于粒子群算法(PSO)的分簇算法和基于蟻群算法(ACO)的簇間路由算法。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分簇是一種規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞腘P優(yōu)化問(wèn)題，本文采用PSO算法設(shè)計(jì)分簇算法，充分考慮了節(jié)點(diǎn)剩余能量、簇頭在網(wǎng)絡(luò)中的分布以及簇內(nèi)的結(jié)構(gòu)，有效地均衡負(fù)載，延緩了節(jié)點(diǎn)的死亡，并且每輪能保證數(shù)據(jù)的可靠通信。而后，

3、根據(jù)分簇算法求解出的分簇結(jié)果，設(shè)計(jì)了基于ACO算法的簇間路由算法，結(jié)合蟻群算法較好的魯棒性和可擴(kuò)展性，以及無(wú)需中心控制的特點(diǎn)，將簇頭節(jié)點(diǎn)的剩余能量、簇頭節(jié)點(diǎn)間距、簇頭到基站的距離等因素引入概率轉(zhuǎn)移規(guī)則和信息素更新規(guī)則的設(shè)計(jì)，使遠(yuǎn)端簇頭的數(shù)據(jù)經(jīng)由簇間建立多跳路由發(fā)送至基站，并按照一定機(jī)制減輕靠近基站的簇頭負(fù)載，有效推遲了節(jié)點(diǎn)的死亡時(shí)間，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的壽命。最后將分簇算法與簇間路由算法結(jié)合起來(lái)，組成基于群體智能的WSN分簇路由協(xié)議，與LEAC