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基于蚁群的WSN能量优化路由算法研究

作　者: 姬文燕
导　师: 史长琼
学　校: 长沙理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 无线传感器网络分簇路由区域划分蚁群算法信息素局部最优
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 54次
引　用: 1次
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内容摘要

无线传感器网络的节点能量非常有限，全部由自带电池供给难以更新，因此在路由设计时如何最大化地节省节点的能量以延长网络寿命是无线传感器网络发展亟待解决的关键技术和重要问题。本文在阅读大量文献和前人工作的基础上做进一步的探索和研究，主要做了如下工作：(1)在对现有的无线传感器网络三类路由中的一些经典路由协议进行分析和研究的基础上，重点针对经典分簇路由算法存在的能量问题和蚁群算法在分簇路由中的应用现状，找出相关算法的不足之处加以改进。(2)在对蚁群算法进行详细介绍的基础上提出了一种优化的蚁群算法，重点针对蚁群算法容易收敛到局部最优解的缺陷，通过优化人工蚂蚁的路径选择机制，提高蚁群算法的全局优化能力，使其更适应无线传感器网络的大规模应用环境并通过仿真实验验证算法的有效性和实用性。(3)设计了一种基于蚁群的区域簇头选择路由算法，首先引入基于Dirichlet图单元的区域划分，将网络划分为若干个小区域，在每个小区域内进行簇头的选举，改善经典分簇路由算法因簇头分布不当导致的簇头在小范围内聚集和频繁的簇重组带来的过度能量消耗问题。然后引入优化的蚁群算法搜索簇头节点和汇聚节点之间数据通信的最优路径，实现多跳的低开销通信，并通过仿真实验验证新算法的有效性和实用性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-19
  1.1 研究背景与意义  10-14
  1.2 国内外研究状况  14-17
  1.3 本文的主要工作  17
  1.4 章节安排  17-19
第二章无线传感器网络路由技术  19-31
  2.1 WSN 路由算法的分类  19-30
    2.1.1 平面路由  19-23
    2.1.2 层次路由  23-27
    2.1.3 基于地理位置的路由  27-29
    2.1.4 三类路由的性能分析与评价  29-30
  2.2 本章小结  30-31
第三章蚁群算法及其改进  31-39
  3.1 蚁群算法的一般性理论  31-35
    3.1.1 基本原理  31-32
    3.1.2 TSP 问题描述  32-34
    3.1.3 具体实现  34-35
  3.2 优化的蚁群算法  35-38
    3.2.1 避免局部最优规则的设定  35-36
    3.2.2 实验仿真及结果分析  36-38
  3.3 本章小结  38-39
第四章基于蚁群的区域簇头选择路由算法  39-51
  4.1 蚁群算法在 WSN 中的应用现状  39-40
  4.2 算法思想  40
  4.3 网络模型  40-41
  4.4 算法过程  41-46
    4.4.1 引入 Dirichlet 图单元的区域划分  41-42
    4.4.2 成簇过程  42-43
    4.4.3 数据通信过程  43-46
    4.4.4 算法流程图  46
  4.5 实验仿真及结果分析  46-50
    4.5.1 性能评价标准  46-47
    4.5.2 实验设计  47-48
    4.5.3 结果分析  48-50
  4.6 本章小结  50-51
第五章总结与展望  51-53
  5.1 工作总结  51-52
  5.2 未来工作展望  52-53
参考文献  53-58
致谢  58-59
附录 A（攻读学位期间发表论文目录）  59-60
摘要  60-63
ABSTRACT  63-66

基于蚁群的WSN能量优化路由算法研究

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