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基于改进蚁群算法的WSN路由协议的研究

【摘要】:随着科技的进步,经济的发展,我们生活的很多地方需要通过采集信息来做信息的处理和判断。而物联网技术的快速发展,使得将物联网技术运用于信息采集领域成为当前研究信息采集问题的热点。无线传感器网络(WSN)技术是物联网的核心技术之一,由于无线传感器节点自身的一些特点,例如:大规模,自组网,鲁棒性。使得无线传感网(WSN)在信息采集领域有着很大的优势。无线传感网在拥有很多特点的同时,它的瓶颈之一在于能耗问题,这是因为WSN网络各个节点采用有限的电池供电且不易更换。目前该领域的能耗优化方法主要是对路由协议进行优化,并且在硬件上通过一定措施来减少功耗。本文在前人基础上提出了一种基于泰森图和改进的蚁群算法的分层型路由协议LEACH-VA。在簇内路由协议设计上,作者在研究了多种现有路由算法的基础上,通过改进,提出了基于泰森多边形分簇的动态分簇方法,单纯运用几何关系分簇,减少了传统分层路由算法在节点加入簇的过程中节点间通信耗费的大量能量。簇间路由使用多跳传输的方式。算法对数据包的结构进行了重新规定,运用蚁群算法,并改进了蚁群算法的信息素更新规则,在更新的过程中考虑了节点能量因素,同时加入了对非最佳路径的负反馈条件,从增强了全局最优解的选取,良好的规划了簇间路由的路径。在提出的算法基础上,结合公共交通领域中,使用WSN采集交通信息数据的实际场景,试探性的根据LEACH-VA分层路由算法,探索了算法实际运用在公共交通领域的框架,但是因为缺少实际数据的支持以及实验室条件的限制,没有进一步的用真实的路面数据进行更加精确的研究和分析。通过对本文提出的LEACH-VA算法的仿真和比较,改进后的算法在能量利用率和收敛速度上有一定的提高,优化了WSN网络的能量均衡性。对WSN的实际运用,产生了积极地影响。

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