基于改进蚁群算法的WSN路由协议的研究

发布时间：2017-06-03 09:07

  本文关键词：基于改进蚁群算法的WSN路由协议的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科技的进步,经济的发展,我们生活的很多地方需要通过采集信息来做信息的处理和判断。而物联网技术的快速发展,使得将物联网技术运用于信息采集领域成为当前研究信息采集问题的热点。无线传感器网络(WSN)技术是物联网的核心技术之一,由于无线传感器节点自身的一些特点,例如:大规模,自组网,鲁棒性。使得无线传感网(WSN)在信息采集领域有着很大的优势。无线传感网在拥有很多特点的同时,它的瓶颈之一在于能耗问题,这是因为WSN网络各个节点采用有限的电池供电且不易更换。目前该领域的能耗优化方法主要是对路由协议进行优化,并且在硬件上通过一定措施来减少功耗。本文在前人基础上提出了一种基于泰森图和改进的蚁群算法的分层型路由协议LEACH-VA。在簇内路由协议设计上,作者在研究了多种现有路由算法的基础上,通过改进,提出了基于泰森多边形分簇的动态分簇方法,单纯运用几何关系分簇,减少了传统分层路由算法在节点加入簇的过程中节点间通信耗费的大量能量。簇间路由使用多跳传输的方式。算法对数据包的结构进行了重新规定,运用蚁群算法,并改进了蚁群算法的信息素更新规则,在更新的过程中考虑了节点能量因素,同时加入了对非最佳路径的负反馈条件,从增强了全局最优解的选取,良好的规划了簇间路由的路径。在提出的算法基础上,结合公共交通领域中,使用WSN采集交通信息数据的实际场景,试探性的根据LEACH-VA分层路由算法,探索了算法实际运用在公共交通领域的框架,但是因为缺少实际数据的支持以及实验室条件的限制,没有进一步的用真实的路面数据进行更加精确的研究和分析。通过对本文提出的LEACH-VA算法的仿真和比较,改进后的算法在能量利用率和收敛速度上有一定的提高,优化了WSN网络的能量均衡性。对WSN的实际运用,产生了积极地影响。
【关键词】：无线传感网络 路由算法 泰森图 蚁群算法
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 研究现状11-12
• 1.2.1 无线传感网（WSN）研究现状11-12
• 1.2.2 WSN路由算法研究现状12
• 1.3 研究内容及预期目标12-13
• 1.4 论文组织结构13-14
• 第2章 低功耗无线传感网络的研究14-26
• 2.1 无线传感网(WSN)的介绍14-16
• 2.1.1 WSN的网络结构14-15
• 2.1.2 WSN的节点结构15
• 2.1.3 WSN的协议栈15-16
• 2.2 WSN的特点及相关技术16-18
• 2.2.1 无线传感网特点16-17
• 2.2.2 WSN的关键技术17
• 2.2.3 WSN的网络性能评价17-18
• 2.3 硬件解决方案的选择18-20
• 2.3.1 非开源协议栈18
• 2.3.2 半开源协议栈18-20
• 2.4 基于TI CC2530+TIMAC的低功耗方案的研究20-25
• 2.4.1 常见的睡眠/唤醒机制方案20-21
• 2.4.2 CC2530 低功耗模式21
• 2.4.3 CC2530 低功耗编程方法21-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 基于泰森图的WSN簇内路由的研究26-41
• 3.1 WSN路由协议和分层路由26-30
• 3.1.1 路由协议分类26-27
• 3.1.2 分层路由27-30
• 3.2 基于泰森图的动态网络区域划分30-34
• 3.2.1 泰森图基本概念31
• 3.2.2 网络的区域划分31-34
• 3.3 簇头选取和簇的建立34-40
• 3.3.1 簇头的选取34-36
• 3.3.2 节点分簇36-37
• 3.3.3 簇内路由37-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 基于蚁群的WSN簇间路由的研究41-59
• 4.1 蚁群算法简介41-46
• 4.1.1 蚁群算法41-44
• 4.1.2 蚁群算法的优缺点分析44-45
• 4.1.3 蚁群算法用于WSN的发展现状45-46
• 4.2 算法改进策略46-54
• 4.2.1 针对启发函数的改进47-52
• 4.2.2 针对信息素更新的改进52-54
• 4.2.3 增加蚂蚁访问列表54
• 4.3 基于蚁群算法的WSN簇间路由算法54-58
• 4.3.1 前向蚂蚁55
• 4.3.2 后向蚂蚁55-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第5章 WSN路由算法在公共交通中的应用59-67
• 5.1 LEACH-VA在公共交通上的应用研究59-62
• 5.1.1 公交智能化的需求分析59-60
• 5.1.2 WSN在智能公交上的应用情景60-62
• 5.2 智能交通中信息的组成62-64
• 5.2.1 交通分区信息统计63
• 5.2.2 交通数据分类63-64
• 5.3 WSN分簇路由在智能交通上的运用研究64-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第6章 仿真实验与结果67-74
• 6.1 泰森图分簇后的仿真结果67-69
• 6.2 改进蚁群算法的性能仿真69-73
• 6.3 本章小结73-74
• 第7章 总结和展望74-76
• 7.1 总结74-75
• 7.2 展望75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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4 张健;赵爽;唐碧华;刘元安;;一种新颖的高能效无线传感器网络协议[J];计算机应用研究;2008年06期

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中国硕士学位论文全文数据库 前2条

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  本文关键词：基于改进蚁群算法的WSN路由协议的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：417732