無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為新興前沿技術(shù),正在轉(zhuǎn)變著人類信息世界與物理世界的交互方式,在各種領(lǐng)域都得到較廣泛的應(yīng)用。尤其是隨著人工智能的發(fā)展和普及,進(jìn)一步推動(dòng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的規(guī)�；彤a(chǎn)業(yè)化。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)同時(shí)也存在著能量受限的缺陷,如何設(shè)計(jì)高效的路由策略以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能耗、均衡網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的能耗,以此延長網(wǎng)絡(luò)生存周期是該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。本文針對(duì)路由策略存在的高能耗、算法協(xié)議容易陷入局部最優(yōu)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能耗不均等問題,展開以下研究工作:1.從兼顧網(wǎng)絡(luò)能耗效率和網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的角度,提出一種基于混沌蟻群的區(qū)域能量均衡路由算法,該方法基于節(jié)點(diǎn)位置通過對(duì)節(jié)點(diǎn)傳輸區(qū)域劃分結(jié)合跳轉(zhuǎn)概率,在劃分區(qū)域中搜索兼顧能量和時(shí)延的潛在節(jié)點(diǎn),在基于混沌蟻群算法基礎(chǔ)上,結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)剩余能量因素提出鄰居選擇策略、為了減少劣值的影響及螞蟻間的通信量提出螞蟻全局最優(yōu)解策略、為了增強(qiáng)螞蟻搜索能力和加快算法收斂分別提出自適應(yīng)擾動(dòng)策略和算法結(jié)束條件等方法,以此來尋找全局最優(yōu)解,避免陷入局部最優(yōu)解。2.針對(duì)于傳統(tǒng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的C/S(客戶端/服務(wù)器)模式路由協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸能耗較高問題,提出基于混沌蟻群的移動(dòng)代理能量均衡路由算法,根據(jù)中間節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中能耗和作用的不同,建立差異性能耗模型,考慮數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)的信息增益和中間節(jié)點(diǎn)的能量狀態(tài),結(jié)合混沌蟻群算法分別給予不同的影響強(qiáng)度,并將節(jié)點(diǎn)區(qū)域密度作為節(jié)點(diǎn)勢的影響因素,在移動(dòng)代理感知范圍和遷移范圍內(nèi)兩次混沌搜索,以此增加了移動(dòng)代理感知環(huán)境的能力,加強(qiáng)了移動(dòng)代理的自主性。為減少計(jì)算量,加快算法收斂,選擇數(shù)據(jù)傳輸方向上的區(qū)域劃分作為鄰域;為了進(jìn)一步增加系統(tǒng)的自組織能力引入自適應(yīng)擾動(dòng)策略。該算法在小規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,表現(xiàn)出較好的能耗性能。仿真實(shí)驗(yàn)表明,兩種路由規(guī)劃方法從網(wǎng)絡(luò)能耗及網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、節(jié)點(diǎn)均衡能量分布、網(wǎng)絡(luò)生存周期等性能方面相比前人提出的相關(guān)方法有明顯的優(yōu)勢,與同類算法相比平均能耗分別節(jié)省6.2%和6.67%。
【學(xué)位單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP212.9;TN929.5
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 課題研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究意義
    1.4 主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其關(guān)鍵技術(shù)
    2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述
        2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
        2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量體系結(jié)構(gòu)
        2.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧結(jié)構(gòu)
    2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)
        2.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)
        2.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)
        2.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合技術(shù)
        2.2.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂萍夹g(shù)
    2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域
    2.4 本章小結(jié)
3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議
    3.1 無線傳感器網(wǎng)路由協(xié)議設(shè)計(jì)要求
    3.2 典型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法
        3.2.1 平面路由協(xié)議
        3.2.2 層次路由協(xié)議
        3.2.3 仿生智能路由協(xié)議
        3.2.4 路由議分析
    3.3 無線傳感器網(wǎng)路由協(xié)議評(píng)價(jià)指標(biāo)
    3.4 本章小結(jié)
4 基于混沌蟻群的區(qū)域能量均衡路由算法
    4.1 算法的提出
    4.2 相關(guān)模型
        4.2.1 網(wǎng)絡(luò)通信模型
        4.2.2 網(wǎng)絡(luò)主體能耗模型
    4.3 算法描述
        4.3.1 跳轉(zhuǎn)概論
        4.3.2 傳輸能量區(qū)域劃分思想
        4.3.3 鄰居選擇
        4.3.4 適應(yīng)值
        4.3.5 螞蟻全局最優(yōu)解更新方法
        4.3.6 自適應(yīng)擾動(dòng)策略
        4.3.7 算法結(jié)束條件
    4.4 算法流程描述
    4.5 算法仿真與分析
    4.6 本章小結(jié)
5 基于混沌蟻群的移動(dòng)代理能量均衡路由算法
    5.1 算法的提出
    5.2 系統(tǒng)模型
        5.2.1 數(shù)據(jù)融合模型
        5.2.2 差異性能耗模型
        5.2.3 移動(dòng)代理模型
    5.3 算法描述
        5.3.1 混沌蟻群優(yōu)化移動(dòng)代理路由規(guī)劃算法
        5.3.2 鄰居選擇
        5.3.3 感知強(qiáng)度
        5.3.4 適應(yīng)值
        5.3.5 自適應(yīng)擾動(dòng)
    5.4 算法流程描述
    5.5 算法仿真與分析
    5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 畢冉;李建中;高宏;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中最小化通信開銷的近似監(jiān)測算法[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2015年10期

2 胡向東;徐慧芬;張力;;物聯(lián)網(wǎng)感知層局域按需簇維護(hù)模型與算法[J];軟件學(xué)報(bào);2015年08期

3 朱永紅;丁恩杰;胡延軍;;PSO優(yōu)化的能耗均衡WSNs路由算法[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2015年01期

4 張德干;趙晨鵬;李光;明學(xué)超;鄭可;;一種基于前向感知因子的WSN能量均衡路由方法[J];電子學(xué)報(bào);2014年01期

5 董榮勝;馬爭先;郭云川;古天龍;;一種基于馬爾可夫博弈的能量均衡路由算法[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2013年07期

6 童孟軍;關(guān)華丞;;基于蟻群算法的能量均衡多路徑路由算法的研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2013年03期

7 丁男;譚國真;由笛;張偉;;一種基于WSN時(shí)變性與節(jié)點(diǎn)剩余能量均衡的機(jī)會(huì)路由算法[J];電子與信息學(xué)報(bào);2013年03期

8 魏臻;葛方振;陸陽;王強(qiáng);李麗香;;基于混沌螞蟻的分布式系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法[J];模式識(shí)別與人工智能;2013年02期

9 張法;Antonio Fernandez Anta;王林;侯晨穎;劉志勇;;網(wǎng)絡(luò)能耗系統(tǒng)模型及能效算法[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2012年03期

10 張勝;賀慶全;;基于BWAS_BM的移動(dòng)代理路由算法研究[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2011年S2期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 馬學(xué)森;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量均衡路由協(xié)議與節(jié)點(diǎn)定位算法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2856625