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无线传感器网络节能路由算法的研究

作　者: 熊友平
导　师: 焦斌
学　校: 华东理工大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 无线传感器网络路由算法蚁群优化算法 LEACH
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

无线传感器网络中传感器节点的处理能力、存储能力、通信能力以及节点的能量都十分有限,其中能量是影响传感器节点生命周期的重要因素。因此如何高效地利用能量便成为无线传感器网络研究的重要问题。针对无线传感器网络的结构特点,本文将对平面路由算法和分层路由算法两类进行研究。平面路由算法适合小规模传感器网络,在无线传感器平面路由算法中,一些学者将蚁群算法应用在传感器节点的路由选择中,取得了不错的效果。但基本的蚁群算法仅考虑路径最短,而没有考虑节点的剩余能量。本文在进行平面路由算法的设计时,提出一种基于蚁群的改进的无线传感器网络路由算法,对概率选择公式进行了改进,在蚂蚁选择下一跳时,加入能量因子。同时对信息素更新公式也进行了改进,将信息素更新公式分为局部信息素更新公式和全局信息素更新公式。仿真结果表明,改进后的蚁群算法能够节省并均衡网络的能量消耗。分层路由算法适合大规模传感器网络,在无线传感器网络的分层路由算法中,传统的分层路由算法LEACH存在着一些不足,比如簇的分布不均匀,簇头选择具有随机性,簇头直接与汇聚节点单跳通信等。本文在对分层路由算法进行设计时,将传感器网络中的节点划分为多个簇,这些簇在地理位置上呈均匀分布的状态。划分完簇后,从每个簇中根据簇头选择公式选择出簇头,簇头选择公式充分考虑到了节点的能量因素,兼顾成员节点与簇头的通信代价,使剩余能量大且更利于与成员节点通信的节点选为簇头。在进行数据传输时,根据选出的簇头进行簇头间多跳数据传输过程,直到数据到达汇聚节点。仿真结果表明,改进后的分层路由算法能够有效提高传感器网络的生存时间。

无线传感器网络节能路由算法的研究

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