基于改进蚁群算法的WSN路由研究

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无线传感器网络(WSN)是一种新的获取数据和处理数据的方式,也是国内外研究的热门技术。WSN是由众多传感器构成,每一个传感器都有独立执行计算和对周围环境感知的能力。所以,在民业、商业、工业以及军事领域内都有着十分广泛的运用。在WSN中,使用不恰当的路由协议会导致网络中节点能量的大幅度消耗,对于不同的网络不可以盲目选择路由协议。为了提升WSN的整体性能,本文的主要研究内容为:1)将LEACH路由协议的簇头竞选公式加入节点剩余能量和轮转次数参数,形成了原公式中没有的反馈机制,提升剩余能量较多和多轮未成功竞选的节点成为簇头的几率。均衡网络中节点负载,延长网络的生命周期。2)在蚁群算法的改进上,采取节点间访问所需能量的大小和节点间距离相结合的方式,降低距离在启发式中的权重。动态变化蚁群算法公式中信息素挥发系数?,信息素启发因子?和距离启发因子?,使算法前期不过度依靠节点间的距离,有效防止算法局部收敛,陷入局部最优,加快全局收敛速度。3)利用Voronoi图单元区域划分,对WSN区域进行相似面积的不规则划分。可以把网络划分成多个互相独立的区域并在这个区域内进行簇头竞选,优化原簇头选择机制中因簇头分布不当导致的节点能量过度消耗问题。最后使用改进蚁群算法搜索簇头与汇聚节点之间的一条多跳的最短路径,降低网络能量开销。本文通过MATLAB R2010B进行仿真,以生命周期,节点平均能量消耗,最短路径为性能指标对改进的LEACH-ANTNEW算法进行评价,用实验来验证上述改进的可行性。
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