基于粒子群優(yōu)化算法的WSN非均勻分簇路由協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由監(jiān)測區(qū)域內(nèi)部署的大量廉價微型傳感器節(jié)點(diǎn)通過自組織方式組成，節(jié)點(diǎn)之間協(xié)同完成網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸。由于傳感器節(jié)點(diǎn)的能量、計算能力和通信能力等都十分有限，因此，設(shè)計一個好的路由協(xié)議對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來說十分重要，如何降低無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能耗以及延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期則是其首要目標(biāo)。本文以延長網(wǎng)絡(luò)的生存時間為目標(biāo)，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議進(jìn)行研究與設(shè)計。
　　針對目前一些路由協(xié)議存在的能耗不均勻問題，本文提出了基于粒子群優(yōu)化算法的

2、WSN非均勻分簇路由協(xié)議（稱之為PSO-UC協(xié)議）。本文提出的PSO-UC協(xié)議在分簇方面綜合考慮了簇內(nèi)成員節(jié)點(diǎn)與對應(yīng)簇頭節(jié)點(diǎn)之間的距離，簇頭節(jié)點(diǎn)的剩余能量，簇頭節(jié)點(diǎn)與基站之間的距離以及簇頭節(jié)點(diǎn)之間的距離四方面因素，提出了基于粒子群優(yōu)化算法的非均勻分簇算法。算法中根據(jù)考慮的四方面因素定義了相應(yīng)的適應(yīng)值函數(shù)，使用粒子群優(yōu)化算法選出適合當(dāng)選簇頭的節(jié)點(diǎn)。該算法使得網(wǎng)絡(luò)的能量消耗更為均勻，延長了網(wǎng)絡(luò)的生命周期，使選舉出的簇頭節(jié)點(diǎn)更加符合路由設(shè)計的

3、要求。
　　在研究了目前一些多跳路由機(jī)制的基礎(chǔ)上，本文提出了一種新的基于最小生成樹的簇間多跳式路由算法，該算法綜合考慮了發(fā)送節(jié)點(diǎn)的剩余能量、傳輸距離、接收節(jié)點(diǎn)的剩余能量以及簇頭節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況。算法中首先根據(jù)發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)的剩余能量以及傳輸距離定義網(wǎng)絡(luò)中邊的權(quán)值，然后利用Prim最小生成樹算法形成初始路由，最后根據(jù)路由節(jié)點(diǎn)的負(fù)載信息來進(jìn)行路由的優(yōu)化，形成最終路由。將分簇優(yōu)化算法和簇間多跳路由算法結(jié)合起來，組成基于粒子群優(yōu)化算法的