基于BP神经网络的无线传感器网络路由协议的研究

  本文关键词：基于BP神经网络的无线传感器网络路由协议的研究，由笔耕文化传播整理发布。

第2 6卷第 2期 2 0 1 3年 2月

传感技术学报 CH I NE S E J O UR NA L O F S E N S O RS A ND A C T UA T OR S

Vo 1 . 2 6 No . 2 F e b . 2 01 3

I mp r o v e d Ro u t i n g Pr o t o c o l o f W i r e l e s s S e n s o r Ne t wo r k

Ba s e d o n t h e BP Ne u r a l Ne t wo r k s

K O N G Y u j i n g, HO U Xi n, HU A E r t i a n, WE I X i n g f e n g ( C o l l e g e o f C o m p u t e r S c i e n c e& I n f o r ma t i o n E n g i n e e r i n g, Z h e j i a n g G o n g s h a n g U n i v e r s i t y, H a n g z h o u 3 1 0 0 1 8, C h i n a )

Abs t r a c t: Du e t o t he l i mi t a t i o n o f t he e n e r g y o f t h e n o d e s a n d t h e r e s o u r c e o f t he wi r e l e s s s e n s o r n e t wo r k, a r o u t i n g p r o t o c o l i mp r o v e d a l g o r i t h m mo d e l ba s e d o n BP n e u r a l n e t wo r k i s p r o p o s e d f o r s a v i n g t h e e n e r y g a n d p r o l o n g i n g t h e n e t wo r k l i f e t i me.Th e a l g o r i t h m c o mb i n e s t h e hi e r a r c h i c a l s t r u c t u r e o f BP n e u r a l n e t wo r k wi t h t h e c l u s t e in r g s t r u c t u r e o f t h e n e t wo r k r o u t i n g p r o t o c o 1 . I n e a c h c l us t e r a t h r e e— l a y e r BP n e u r a l n e t wo r k mo d e l i s d e s i g ne d, wh i c

h p r o c e s s e s a l a r g e n u mb e r o f r a w da t a c o l l e c t e d b y t h e s e n s o r s a n d o b t a i n s a f e w d a t a r e p r e s e n t i ng t h e d a t a i n f o r ma t i o n f e a t u r e s o f r a w d a t a .S o t h e t r a n s mi s s i o n a mo un t o f d a t a i s r e d u c e d a nd t h e e ne r y i g s s a v e d.Th e s i mul a t i o n r e s ul t s s h o w t h a t c o mp a r e d wi t h LEACH, t h e i mp r o v e d BPDFA a l g o r i t h m h a s a b e t t e r p e r f o m a r n c e i n b a l a n c i n g no d e e n e r y g a n d p r o l o ng i n g t h e l i f e t i me o f t he n e t wo r k. Ke y wo r d s: wi r e l e s s s e n s o r ne t wo r k; L EACH; BP n e u r a l n e t wo r k s; c l u s t e r i n g

E E AC C: 6 1 5 0 P

d o i: 1 0 . 3 9 6 9/ j . i s s n . 1 0 0 4— 1 6 9 9 . 2 0 1 3 . 0 2 . 0 2 0

基于 B P神经网络的无线传感器网络路由协议的研究木 孔玉静，侯鑫，华尔天，魏星锋 (浙江工商大学计算机与信息工程学院，杭州 3 1 0 0 1 8 )

摘要：无线传感器网络的资源有限，尤其是节点的能量受限，为了尽可能的减少信息收集与传输过程中的能耗，延长网络 的寿命。提出一种基于 B P神经网络的路由协议改进算法模型。该算法模型将 B P神经网络的层次结构与无线传感器网络路

由协议的分簇结构相结合，在每个簇结构中应用设计一个 3层的 B P神经网络模型，把采集到的大量原始数据通过设计好的 神经网络模型，得到能够反映原始数据特征的的少量的数据信息。将融合得到的特征数据传送给汇聚节点可以减少数据信息的传送量，降低信息传送的通信能耗。仿真结果表明

:改进后的 B P D F A算法较 L E A C H协议在平衡节点能量和延长网络寿 命方面具有更优越的性能。

关键词：无线传感器网络； L E A C H路由协议； B P神经网络；分簇

中图分类号： T P 3 9 3

文献标识码： A

文章编号： 1 0 0 4 - 1 6 9 9 ( 2 0 1 3 ) 0 2 - 0 2 4 6 - 0 6

无线传感器网络 WS N( Wi r e l e s s S e n s o r N e t w o r k s )是新型的信息监测系统，主要由大量的传

节点的能量主要消耗在无线通信模块上，文献[ 2] 表明传输 1 b y t e数据信息需要消耗的能量可以用来执行数千条计算指令，而且所消耗的时间也少很多。 因此，本文在路由协议分簇结构中引入神经网络模型对传感器节点采集的数据进行融合处理，把融合得到的少量的特征数据传送给汇聚节点，减少节点的数据通信量，，节省网络的能量消耗，延长无线传感器网络的生命周期。

感器节点协作完成数据的采集、传输及处理；传感器节点的能量主要靠本身携带的电池供应且容量有 限，由于传感器节点常部署在环境比较恶劣的地方， 很难更换电池，导致节点能量有限且不能补充。

对于能量有限的无线传感器网络，减少能量的

消耗是延长网络寿命的重要措施。无线传感器网络

项目来源：浙江省科技计划项目( 2 0 1 0 C 1 1 0 5 1 );浙江工商大学研究生科技创新项目( 1 1 3 0 X J 1 5 1 1 1 3 8 ) 收稿日期： 2 0 1 2— 0 8— 2 9 修改日期： 2 0 1 3 - 0 1 - 0 9

  本文关键词：基于BP神经网络的无线传感器网络路由协议的研究，由笔耕文化传播整理发布。