本文關(guān)鍵詞：基于優(yōu)化算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議的研究及實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《浙江大學(xué)》 2015年

基于優(yōu)化算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議的研究及實現(xiàn)

楊陽  

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是21世紀研究的熱點方向之一,由大量的低功耗、多功能的傳感器節(jié)點組成,通過相近節(jié)點之間的無線通信形成網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點以合作的方式收集其分布區(qū)域的特定信息,通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理和傳輸能力傳送給用戶中心終端。傳感器可以檢測或監(jiān)測環(huán)境或大量的物理參數(shù),例如空氣中的溫度和光照強度,土壤的成分和濕度,移動物體的速度和方向。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的潛在應(yīng)用場景有環(huán)境監(jiān)測、軍事監(jiān)測、醫(yī)療看護和工業(yè)過程控制等。 一般的情況下將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議劃為5層,分別為與特定應(yīng)用相關(guān)的應(yīng)用層,與邏輯連接相關(guān)的傳輸層,與路由相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)層,與媒體接入相關(guān)的MAC層和物理連接相關(guān)的物理層。傳感器節(jié)點的能量來源于嵌入的電池,只有有限的能量容量。為了延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壽命,能耗問題是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計考慮的主要因素,不僅是硬件和軟件,還有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和協(xié)議。本文首先提出了基于人工智能蜜蜂群優(yōu)化算法的集中式分簇協(xié)議,人工智能蜜蜂群優(yōu)化算法模仿蜜蜂群的智能尋食行為,在簇頭的選擇過程中,根據(jù)當(dāng)前輪次消耗能量或當(dāng)前節(jié)點剩余能量,選擇不同的適應(yīng)函數(shù),通過該算法選擇最優(yōu)簇頭集,提高能量利用率和網(wǎng)絡(luò)能量消耗的平衡性,提高節(jié)點存活數(shù)量和延長網(wǎng)絡(luò)生命期。同時,在前人研究的基礎(chǔ)上,考慮了整個網(wǎng)絡(luò)能量的均衡性,提出一種基于人工智能蜜蜂群優(yōu)化算法和輔助簇頭的集中式分簇路由協(xié)議,該協(xié)議加入了一種輔助簇頭的機制,主簇頭接收簇內(nèi)成員的數(shù)據(jù),主簇頭傳送數(shù)據(jù)給輔助簇頭,輔助簇頭與基站通信,通過該機制,輔助簇頭分擔(dān)了一部分主簇頭每輪消耗的能量,以致最優(yōu)的簇頭能夠存活的時間更長,在不改變時間復(fù)雜度的基礎(chǔ)下,將輔助簇頭的選擇加入到優(yōu)化過程中,有效地提高了網(wǎng)絡(luò)的均衡性,同時延長了網(wǎng)絡(luò)的壽命。通過網(wǎng)絡(luò)運行時間和接收數(shù)據(jù)量性能的比較,驗證了輔助簇頭機制的有效性。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

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本文編號：102906