基于蟻群算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多路徑分簇路由協(xié)議的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前無線通信領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，它融合了傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測和采集監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的信息，并進(jìn)行分析和處理，具有廣泛的應(yīng)用前景，對人類的生產(chǎn)生活將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。路由協(xié)議是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其性能對于能量有限的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。本文圍繞能量均衡的的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議進(jìn)行研究，詳細(xì)討論了當(dāng)前已有的無線路由協(xié)議，在總結(jié)現(xiàn)有典型無線路由協(xié)議優(yōu)缺

2、點(diǎn)的的基礎(chǔ)上，結(jié)合蟻群算法，采用創(chuàng)新的多路徑機(jī)制和基于事件觸發(fā)的分簇機(jī)制等方法，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)路由協(xié)議。
　　本文首先提出了一種能量均衡多路徑路由協(xié)議（EAMR），該協(xié)議在螞蟻數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)、信息素計(jì)算方法、信息素更新方式和多路徑建立機(jī)制等方面作了改進(jìn)。在信息素更新公式中綜合考慮了路徑的能量消耗速度、路徑上剩余的最小能量和距離目的節(jié)點(diǎn)Sink的跳數(shù)。在信息素更新方式上，改變傳統(tǒng)的信息素的累加更新方式，采用累加和徹底更新相結(jié)合方式，在

3、保證較優(yōu)路徑的使用率的情況下，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡，從而達(dá)到網(wǎng)絡(luò)能耗均衡。EAMR的多路徑生成機(jī)制可以在源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)間更加合理的建立起多條路徑。數(shù)據(jù)發(fā)送階段，概率路由選擇策略使數(shù)據(jù)流量均衡地注入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。在 NS2仿真環(huán)境下對EAMR協(xié)議進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，仿真結(jié)果表明，和傳統(tǒng)的多路徑協(xié)議 AOMDV以及能量有效的單路徑協(xié)議IEEABR相比，EAMR協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間、數(shù)據(jù)分組投遞率，路由開銷和平均延遲等方面的性能都有一定的改善。

4、r>　　針對檢測突發(fā)事件的按需無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，本文在EAMR的基礎(chǔ)上，又提出了一種能量均衡的多路徑分簇路由協(xié)議EAMCR。EAMCR算法分為四個(gè)階段：簇的形成，多路徑的建立、數(shù)據(jù)傳輸和路由維護(hù)。在簇的形成階段，采用基于事件觸發(fā)的被動(dòng)分簇機(jī)制，在簇首選舉中綜合考慮節(jié)點(diǎn)自身的剩余能量，節(jié)點(diǎn)鄰居的平均剩余能量以及鄰居節(jié)點(diǎn)接收到的事件信號強(qiáng)度，使選出的簇首更加合理。EAMCR完全繼承了EAMR優(yōu)異的多路徑機(jī)制，信息素更新和計(jì)算方式，以及路由維護(hù)