基于智能進(jìn)化算法的線路傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事，環(huán)境保護(hù)，醫(yī)療，家居等許多領(lǐng)域有著十分廣闊的應(yīng)用前景，成為近來研究的熱點(diǎn)。通常，無線傳感器節(jié)點(diǎn)是通過電池驅(qū)動的，能量非常有限，因此如何降低網(wǎng)絡(luò)能量消耗，延長網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間成為WSN研究中的熱點(diǎn)，而改善網(wǎng)絡(luò)通信路由協(xié)議則成為解決問題的一個(gè)重要途徑。本文以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議為研究對象，通過應(yīng)用高效的最優(yōu)化算法--智能進(jìn)化算法來提高路由協(xié)議的性能。本論文的研究受到國家自然科學(xué)基金(61070043)，浙江省自然科學(xué)基金

2、(Y1080374)的資助。
　　 本文的主要創(chuàng)新工作如下：
　　 (1)對典型的分層路由協(xié)議PEGASIS進(jìn)行優(yōu)化改造。針對其在構(gòu)建鏈路中采用簡單的貪婪算法的不足，考慮將離散粒子群優(yōu)化算法應(yīng)用到協(xié)議中用以求解最優(yōu)的路由鏈路，提出了基于DPSO的PEGASIS優(yōu)化算法(DPSO-PEGASIS)。為加快得到最優(yōu)鏈路的速度，在DPSO-PEGASIS算法中結(jié)合多種啟發(fā)式算法，同時(shí)為了均衡網(wǎng)絡(luò)能量消耗還改進(jìn)了簇首選擇方法。仿

3、真實(shí)驗(yàn)表明，DPSO-PEGASIS算法比PEGASIS協(xié)議在20％-80％節(jié)點(diǎn)死亡的情況下，生存周期顯著提高，首節(jié)點(diǎn)死亡時(shí)的生存周期比PEGASIS協(xié)議提高了近3倍。
　　 (2)在結(jié)合PEGASIS協(xié)議的鏈?zhǔn)酵負(fù)渑cLEACH協(xié)議的分簇結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用量子進(jìn)化算法來求解最優(yōu)的分簇組鏈方式，提出了基于量子進(jìn)化算法的分層多鏈無線傳感器路由算法(HERA)。HERA算法把網(wǎng)絡(luò)分為多個(gè)簇，簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)連接為多跳的通訊鏈路，并用混合