基于能量倫的ZigBee路由算法研究.pdf

1、無線傳感網(wǎng)作為當(dāng)前一門熱門的新興技術(shù)，在社會生活，國防科技等各種領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，有著重要的發(fā)展和應(yīng)用前景。ZigBee技術(shù)作為無線傳感網(wǎng)中重要的分支，正被廣大學(xué)者和科研機構(gòu)所研究。ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點主要依靠能量有限的電池來供電，并且由于環(huán)境和地理因素，無法對能量進(jìn)行補充，加之資源有限，網(wǎng)絡(luò)中傳輸質(zhì)量問題也顯的尤為突出。目前提出的很多ZigBee路由協(xié)議優(yōu)化方案，都達(dá)到了一定的優(yōu)化效果，但是在能量的劃分處理和對網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量保證上都存在不

2、足，結(jié)合蟻群算法能夠起到優(yōu)化的作用，但現(xiàn)有的蟻群優(yōu)化方法在信息素更新上考慮不是很全面。因此，本文在總結(jié)了這些算法的基礎(chǔ)在，提出了改進(jìn)的能量優(yōu)化的ZigBee算法Impzbr和基于蟻群的優(yōu)化算法ImpACO。具體包括以下內(nèi)容:
　　(1)從無線傳感網(wǎng)ZigBee路由協(xié)議的現(xiàn)狀出發(fā)，分析總結(jié)了ZigBee技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)層次、協(xié)議的架構(gòu)和特點，以及協(xié)議的本身不足進(jìn)行了分析，提出了自己的優(yōu)化方案。
　　(2)能量優(yōu)化的Impzbr算法通

3、過定向發(fā)送RREQ來減輕網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，對節(jié)點能量，網(wǎng)絡(luò)平均能量，鄰居節(jié)點能量，來加權(quán)設(shè)置更為合理的網(wǎng)絡(luò)能量平衡代價，獲取網(wǎng)絡(luò)能量最優(yōu)路徑，分擔(dān)網(wǎng)絡(luò)中能耗壓力，在簇樹中通過分析判斷節(jié)點深度，選取鄰居表進(jìn)行路徑優(yōu)化，最后對簇樹中關(guān)鍵節(jié)點進(jìn)行能量保護(hù)，延長網(wǎng)絡(luò)生存時間。改進(jìn)的能量優(yōu)化ZigBee算法通過直接的能量路徑管理方式，較適用于大型的網(wǎng)絡(luò)中。
　　(3)在綜合分析已有的蟻群優(yōu)化算法及其在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用之后，提出了基于蟻群的ZigBee故

4、障節(jié)點規(guī)避優(yōu)化算法ImpAOC，有效地結(jié)合了蟻群優(yōu)點來彌補ZigBee的缺點。通過人工螞蟻對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行探測，設(shè)置合理的能量和網(wǎng)絡(luò)時延參數(shù)來加權(quán)獲取信息素的值，在考慮路徑節(jié)點數(shù)目基礎(chǔ)上對信息素進(jìn)行更新，路由發(fā)現(xiàn)后根據(jù)獲得的信息素調(diào)整路由路徑來規(guī)避故障問題區(qū)域。路徑優(yōu)化后繼續(xù)保證信息素更新，實現(xiàn)對路由路徑的維護(hù)。基于蟻群的優(yōu)化算法，增強了網(wǎng)絡(luò)健壯性，提高了網(wǎng)絡(luò)對故障節(jié)點的規(guī)避能力，較適用于中小型對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量有要求的網(wǎng)絡(luò)中。
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