基于蟻群算法的WSN路由協(xié)議研究與遠程監(jiān)控系統(tǒng).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless sensor network, WSN)能夠自主進行信息采集、數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)傳輸，其節(jié)點能夠以自組織的形式組成網(wǎng)絡(luò)，彼此之間通過無線進行通信。目前，WSN已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、智能家居、環(huán)境監(jiān)測等各領(lǐng)域中，為人們帶來了極大的方便。但是，WSN節(jié)點是以電池供電，能量十分有限，在有些應(yīng)用場景更換電池十分不便。所以，如何有效地利用節(jié)點的能量是WSN領(lǐng)域中的難點問題。解決該問題的關(guān)鍵是設(shè)計出能量高效的WSN路由協(xié)

2、議。
　　本文對現(xiàn)有WSN路由協(xié)議進行研究，利用蟻群算法在求解最短路徑方面的優(yōu)勢與最小跳數(shù)算法的拓撲結(jié)構(gòu)，提出并實現(xiàn)了一種適用于大規(guī)模多節(jié)點的WSN路由協(xié)議。首先詳細介紹了該算法的基本思路。然后介紹了該路由算法的具體實現(xiàn)。最后，為驗證本文路由算法的高效性，用C++構(gòu)建了WSN的仿真環(huán)境，并在算法收斂速度和網(wǎng)絡(luò)生命期兩方面與近期國內(nèi)外學(xué)者研究的路由算法進行了對比實驗。結(jié)果表明:本文路由算法在收斂速度、網(wǎng)絡(luò)生命期等方面均優(yōu)于當前較新的

3、幾種路由算法，并使得WSN節(jié)點能耗最小，整個網(wǎng)絡(luò)負載均衡。
　　此外，本文將WSN和嵌入式技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計了基于WSN的環(huán)境信息遠程監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求將其設(shè)計為WSN終端節(jié)點、協(xié)調(diào)器節(jié)點、服務(wù)器端和移動終端四個模塊。WSN終端節(jié)點與協(xié)調(diào)器節(jié)點的處理器都采用嵌入式芯片CC2530，兩種節(jié)點之間使用ZigBee技術(shù)進行通信。WSN終端節(jié)點將采集到的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)傳輸至協(xié)調(diào)器節(jié)點，協(xié)調(diào)器節(jié)點對收到的數(shù)據(jù)進行處理并通過GPR

4、S模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器端。服務(wù)器端程序采用Socket套接字來設(shè)計，該程序?qū)f(xié)調(diào)器節(jié)點發(fā)送過來的數(shù)據(jù)進行處理，然后將數(shù)據(jù)存儲到服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中，同時還處理移動終端提交的請求。移動終端的處理器采用嵌入式芯片S3C2440A，應(yīng)用程序是用Qt技術(shù)進行開發(fā)，主要功能是將采集到的環(huán)境信息直觀地顯示給用戶，用戶也可以用它向服務(wù)器發(fā)送查詢請求。為驗證本文所設(shè)計系統(tǒng)的可行性，針對設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境的特點選擇了相應(yīng)的傳感器并設(shè)計了移動終端監(jiān)控軟件，在實驗室