基于蟻群算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)APTEEN路由協(xié)議研究.pdf

1、APTEEN分簇路由協(xié)議是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓撲控制中的一種重要技術(shù)，既能周期性的采集數(shù)據(jù)又能快速響應突發(fā)事件。但仍存在節(jié)點能效利用率不高的問題，本文在深入研究APTEEN的基礎(chǔ)上，提出兩種APTEEN優(yōu)化算法。
　　首先，針對其簇頭任務繁重，執(zhí)行額外的計算，導致節(jié)點能耗不均衡問題，利用ACO算法進行雙簇頭選擇來改進APTEEN分簇路由算法命名為蟻群雙簇頭APTEEN(ADCAPTEEN)。ADCAPTEEN路由協(xié)議的每個分簇中，根據(jù)

2、閾值隨機選擇主簇頭(MCH)，MCH根據(jù)ACO算法中信息素濃度選擇副簇頭(VCH)，二者分工協(xié)作。MCH僅與VCH交流，避免與匯聚(Sink)節(jié)點直接通信，降低主簇頭能耗，實現(xiàn)平衡整網(wǎng)能耗。仿真結(jié)果可知，在10節(jié)點網(wǎng)絡(luò)場景下，當選簇頭概率為0.2，優(yōu)化的ADCAPTEEN算法在網(wǎng)絡(luò)生命周期性能方面比APTEEN延長了約1.5倍。其次，針對單路徑傳輸導致能耗不均衡問題，利用ACO算法選擇多路徑優(yōu)化APTEEN分簇路由算法稱蟻群多路徑APT

3、EEN(AMAPTEEN)。針對閾值選擇的簇頭存在一定的不足，本文進一步修改了閾值，優(yōu)化的閾值考慮到節(jié)點到Sink節(jié)點的距離以及節(jié)點的剩余能量，使得簇頭節(jié)點選擇的更合理。在簇穩(wěn)定階段，使用ACO算法改變原來單路徑為多路徑數(shù)據(jù)傳輸方式。綜合衡量節(jié)點至Sink節(jié)點的距離和節(jié)點的剩余能量兩因素，尋找由簇頭到Sink節(jié)點的最優(yōu)路徑，進而提高網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性和網(wǎng)絡(luò)負載均衡性。仿真結(jié)果表明，在10節(jié)點網(wǎng)絡(luò)場景下，當選簇頭概率為0.2，AMAPTEE