基于蚁群算法无线传感器网络路由算法的研究.pdf

基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法研究中文摘要 I 基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法研究中文摘要无线传感器网络(Wireless works, WSN)是当前研究的一个热点。无线传感器网络是由部署在监测区域内的大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统。作为一种新型的信息采集和处理技术,日益受到国内外的高度重视,主要应用于环境检测、国防军事、医疗卫生、反恐安全等领域的特殊场合。由于无线传感器网络与其它通信网络有着截然不同的特点。比如,没有全局地址机制、动态的拓扑结构以及非常有限的各种资源,使得关于无线传感器网络的路由研究极具挑战性。本文首先对无线传感器网络的概念、体系结构、特点以及关键技术做了简要介绍, 然后对现有的各种WSN的路由协议进行了对比研究,归纳出无线传感器网络路由协议的特点、设计要求和性能指标。运用蚁群算法容易实现、局部工作、将无线传感器节点的参数融入到信息素生成中并且支持多路径的特点,设计了基本蚁群算法的WSN路由算法。这种算法在整个网络中定时广播近似于蚂蚁的报文来形成和刷新梯度,建立和更新各条路径上的信息素,并向整个网络传达Sink节点所需要的数据。选择路由时,能根据路径上的信息素浓度计算节点被选作下一跳的概率。根据无线传感器网络所具有的能量受限等特性以及基本蚁群算法的不足,提出相应的改进策略。信息素的形成不仅考虑节点间的梯度因素,还融合了节点的剩余能量。也就是说,梯度大、剩余能量多的节点更有可能成为下一跳。这样,在尽可能的沿着梯度最大路径发送的同时,能使节点能量的消耗尽可能的平均。同时,由于蚁群间信息素的相互影响,避免了算法过度收敛,能有效的控制网络拥塞。通过NS仿真环境对该路由算法进行仿真测试,证明该算法达到了高效路由与能量消耗的权衡。关键词:无线传感器网络;蚁群算法;能量控制;信息素作者:毛新悦指导教师:姚望舒中文摘要基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法研究 II ABSTRACT Research Of Ant-colony Algorithm Based Routing Algorithm for Wireless works II Research Of Ant-colony Algorithm Based Routing Algorithm for Wireless works ABSTRACT Wireless works(WSN) is a hot topic of current research. WSN are some kinds of multi-jump and anization networks through wireless communication by deploying plenty of cheap micro sensors in inspecting a new technology of information collection, WSN is paid much attention in a lot domain. It’s used in environment detection, military spy, medical treatment, counterstrike, etc. Routing in sensor networks is very challenging due to several characteristics that distinguish it from munication. These characteristics, such as no global address scheme, dynamic topology, extraordinarily limited resource, constrain the development of routing in WSN. Due to such differences, many new algorithms have been proposed for routing data in works these years. In this dissertation, the conceptions and key technologies of WSN are introduced briefly. Some applications of WSN and structure of works are covered as well. The