基于智能算法的层次型多链WSN路由协议.pdf

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1、第26卷第4期传感技术学报Vol_26No．4CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSApr．20132013年4月AHierarchicalMulti-ChainWSNRoutingProtocolBasedonIntelligentAlgorithmZANGZhe，QIJiandong，ZHANGXiaowu，HEYi(CollegeofInformation，BeijingForestryUniversity，Beijing100083，China)Abstrac

2、t：Routingprotocolisanimportantareaofwirelesssensornetworks，andreliability，lowcost，easytomaintainaredesigngoalsofWSNroutingprotoco1．Toaddresstheissue，thispaperproposesanovelroutingprotocolHMCRP(HierarchicalMulti—ChainRoutingProtoco1)whichbasedonhierarch

3、icaltopology，PEGASISandantcolonyalgorithm．Virtualgrdnetworkwasadoptedtosimplifytopologycomplexity；antcolonyalgorithmensuresagloballyoptimaltransmissionpath；consideringnodeperformanceandchaindatatransmissioncost，anovelchainheaderselectionformulawasputfo

4、rward．SimulationundertheenvironmentofMATLABandOmnet++provesthatcomparedwithPEGASISandsomeimprovedprotocols，HMCRPcaneffectivelyextendnetworklifecycle，reduceaverageenergyconsumptionofdatatransmissionandincreasedatareceivingrate．Keywords：wirelesssensornet

5、works；routingprotocol；intelligentalgorithm；PEGASIS；multi—chain；hierarchicalEEACC：6150M；6150P；7230doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2013．04．023基于智能算法的层次型多链WSN路由协议术臧哲，齐建东，张晓武，何以(北京林业大学信息学院，北京100083)摘要：路由协议设计是无线传感器网络的一个重要领域，可靠性、低开销、易于维护是无线传感器网络路由协议的设计目标。基于层次型拓

6、扑控制思想，并在成链算法PEGASIS基础上引入智能成链策略，提出新的路由协议——HMCRP(HierarchicalMulti—ChainRoutingProtoco1)。HMCRP基于虚拟网格方式将网络划分为两层自治区域，简化拓扑复杂度；区域内节点按照蚁群算法成链，保证形成全局最优或较优的传输路径；提出链头选取公式，综合考虑节点性能、区域链的数据传输代价。通过MATLAB与Omnet++相结合的仿真实验，与PEGASIS协议及其改进协议相比较，验证了HMCRP在延长网络生命周期、降低数据传输平均

7、能耗以及提高数据接收率等方面的优势。关键词：无线传感器网络；路由协议；智能算法；PEGASIS；多链；层次型中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1004-1699(2013)04—0558-06能源严格受限以及网络结构的动态拓扑性是无和顶层，保证层次划分的合理性。线传感器网络WSN(WirelessSensorNetwork)的两个借鉴PEGASIS的链式拓扑思想，但在成链方特点。基于以上因素设计路由协议，一方面要求在网式和链头选取上加以优化：每个自治区域内节点通络能耗和数据可靠传输之间达

8、到平衡；另一方面要求过蚁群算法成链，在自治区域内形成最优传输路节点在付出最小代价的前提下拥有动态组网能力，进径，降低传输能耗；自治区域成链后会依照链头选取一步服务于数据的有效传输⋯。成链拓扑方法因为公式选取出一个链头，链头选取充分考虑节点自身具备组网形式简单、拓扑结构易维护和数据传输高效性能和数据传输代价，以降低每轮数据传输能耗。的特性，逐渐成为近年来研究的热点方向。1链式拓扑路由协议研究现状本文提出一种优化的成链路由算法——HMCRP算法。该算法借鉴分簇算法GAF(