【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)是由大量部署在監(jiān)測區(qū)域里面的微型傳感器節(jié)點組成，以無線通信的方式實現(xiàn)多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)。它有廣闊的發(fā)展前景，已應(yīng)用于軍事國防，衛(wèi)生醫(yī)療，環(huán)境監(jiān)測，商業(yè)智能等方面。但無線傳感器網(wǎng)絡(luò)受限于節(jié)點能量，傳統(tǒng)路由算法不能滿足能耗要求。蟻群算法適用于求解組合優(yōu)化問題，動態(tài)適應(yīng)性強，符合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點。因此，為實現(xiàn)減少節(jié)點能耗和能量均衡，本文提出基于改進蟻群算法的能量優(yōu)化策略，從而延長網(wǎng)絡(luò)有效時間。 基本蟻群算法強調(diào)信息素的正反饋機制，引導算法向最優(yōu)解演化。對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)而言，如果所有數(shù)據(jù)都沿著最優(yōu)路徑傳送，路徑上節(jié)點會因能量消耗過快而失效，影響網(wǎng)絡(luò)有效時間。本文創(chuàng)新性地結(jié)合使用信息素的正反饋和負反饋機制，有效地均衡數(shù)據(jù)流量。另外，還采用了基于能量優(yōu)化的自適應(yīng)概率轉(zhuǎn)移函數(shù)，部署多個匯聚節(jié)點等策略，實現(xiàn)高效的能耗和均衡要求。 本文使用NS2網(wǎng)絡(luò)仿真器對所提出的改進策略進行仿真實驗，與洪泛算法和基本蟻群算法進行對比分析，結(jié)果顯示，本文提出的基于改進蟻群算法的能量優(yōu)化策略，在減少能耗，節(jié)點能量均衡和網(wǎng)絡(luò)有效時間方面，均優(yōu)于上述兩種算法，從此驗證了優(yōu)化策略的有效性。
【圖文】：

圖 2-2 無線傳感器節(jié)點硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)如圖 2-3 所示。縱向包括五層網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，自下分別是應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，與 TCP/IP 的五層協(xié)議應(yīng)。橫向包括三個管理模塊，分別為能量管理、移動管理和任務(wù)管理。其中，能量模塊管理控制節(jié)點對能量的使用方式；傳感器節(jié)點如何移動由移動管理模塊負責，，同該模塊維護著到達匯聚節(jié)點的路由表，保持鄰居狀態(tài)等；任務(wù)管理用以調(diào)度區(qū)域特務(wù)[13]。各層協(xié)議都涉及到三種管理，但有各自的側(cè)重點。

圖 2-2 無線傳感器節(jié)點硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)如圖 2-3 所示。縱向包括五層網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，自別是應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，與 TCP/IP 的五層協(xié)議橫向包括三個管理模塊，分別為能量管理、移動管理和任務(wù)管理。其中，能量管理控制節(jié)點對能量的使用方式；傳感器節(jié)點如何移動由移動管理模塊負責，塊維護著到達匯聚節(jié)點的路由表，保持鄰居狀態(tài)等；任務(wù)管理用以調(diào)度區(qū)域特。各層協(xié)議都涉及到三種管理，但有各自的側(cè)重點。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TN929.5;TP212.9

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 段海濱,王道波;一種快速全局優(yōu)化的改進蟻群算法及仿真[J];信息與控制;2004年02期

2 崔莉,鞠海玲,苗勇,李天璞,劉巍,趙澤;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究進展[J];計算機研究與發(fā)展;2005年01期

3 唐勇;周明天;張欣;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究進展[J];軟件學報;2006年03期

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1 周欣欣;蟻群算法在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究[D];吉林大學;2006年

本文編號：2670117