论文部分内容阅读
无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)是由大量具有通信与计算能力的微小传感器节点以多跳通信、自组织的方式形成的分布式无线网络。传感器节点只能和其邻居节点通信,其计算能力、存储能力和通信能力都十分有限。无线传感器网络广泛应用于军事领域、环境监测、医疗健康等领域,具有重要的实用价值。由于无线传感器网络中的传感器节点能量受限,因此,有效节约并且均衡网络的能量消耗就成了研究无线传感器网络路由算法的关键因素。本文的主要研究内容和成果如下:1、对基本蚁群算法进行了深入的研究,其在求解最优路径问题时,虽然具有很强地发现较好解的能力,但是存在收敛时间过长和容易陷入局部最优解等缺陷,针对基本蚁群算法应用于无线传感器网络路由的不足之处,通过在状态转移概率公式中引入动态权重因子,采取局部信息素更新与全局信息素更新相结合的策略以及节点的跳数选择机制,提出了一种基于蚁群优化的WSN路由算法IACOR,实现了对搜索空间进行高效、快速地全面寻优,从而避免了基本蚁群算法过早陷入局部最优解的缺陷。2、建立了无线传感器网络的网络模型,分析了无线传感器网络路由算法的设计目标,并且描述了基于蚁群优化的路由协议的实施流程,包括节点设计,报文设计以及基于蚁群优化的无线传感器网络路由过程,并将改进的路由算法IACOR应用于无线传感器网络的路由中。通过在复杂程度不同的环境下进行仿真实验,获得了IACOR算法应用于无线传感器网络路由的最优参数组合,并利用收敛特征,平均端到端传输时延和能量的标准方差来反映其应用于无线传感器网络路由的优化效率。仿真实验表明,IACOR算法能够成功地在不同的无线传感器网络环境中规划出一条近似最优的路径,降低了网络的能耗,有效地提高了整个无线传感器网络的性能,延长了网络的生命周期,是一种具有实际应用价值的路由算法。