基于改進(jìn)型蟻群算法的WSN路由算法的研究.pdf

1、WSN的應(yīng)用中，無(wú)論是硬件設(shè)計(jì)還是軟件層面，都將節(jié)省能量放在研究工作的第一位。路由機(jī)制作為WSN的關(guān)鍵技術(shù)，必須將降低能量開(kāi)銷(xiāo)和延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存期放在設(shè)計(jì)工作的首位。本文選取PEGASIS協(xié)議作為研究基礎(chǔ)，結(jié)合蟻群算法提出了基于改進(jìn)型蟻群算法的WSN路由協(xié)議—PBIACR。主要工作內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：
　　1.首先針對(duì)PEGASIS采用貪婪算法構(gòu)造鏈路容易導(dǎo)致相鄰節(jié)點(diǎn)間產(chǎn)生長(zhǎng)子鏈的問(wèn)題，結(jié)合基本蟻群算法提出了PBACR算法。該算法用基本

2、蟻群算法進(jìn)行鏈路的構(gòu)造，達(dá)到消除PEGASIS中長(zhǎng)子鏈的目的。在Matlab中進(jìn)行仿真測(cè)驗(yàn)，得出了PBACR中的最優(yōu)參數(shù)值；然后對(duì)比了兩種算法的鏈路長(zhǎng)度，結(jié)果表明PBACR算法的鏈路長(zhǎng)度較短。
　　2.針對(duì)PBACR算法成鏈過(guò)程中存在的過(guò)早停滯、局部?jī)?yōu)化的問(wèn)題，進(jìn)一步提出了PBIACR協(xié)議。該協(xié)議的主要思想是：將節(jié)點(diǎn)的能量因子加入到轉(zhuǎn)移函數(shù)的計(jì)算中，以達(dá)到全網(wǎng)能耗均衡的目的；為了減少螞蟻搜索路徑時(shí)對(duì)信息素的依賴(lài)，對(duì)轉(zhuǎn)移函數(shù)進(jìn)行了進(jìn)

3、一步的改進(jìn)，以增大螞蟻的隨機(jī)搜索能力，避免搜索過(guò)程停滯導(dǎo)致的“熱點(diǎn)”問(wèn)題；將能量因素加入到更新機(jī)制中，并把路徑上的信息素量限制在[τmin,τmax]之間，避免因某一路徑上的信息素濃度過(guò)高而得到非全局最優(yōu)的解。
　　3.針對(duì)輪流充當(dāng)鏈頭易造成離Sink較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)能量消耗過(guò)快或某些節(jié)點(diǎn)能量過(guò)低而導(dǎo)致的通信失敗的問(wèn)題，改進(jìn)鏈頭選舉的策略：選取鏈頭時(shí)，綜合計(jì)算節(jié)點(diǎn)離Sink的距離和節(jié)點(diǎn)的剩余能量，選擇計(jì)算結(jié)果值較大的節(jié)點(diǎn)；若計(jì)算結(jié)果值相