基于人工蜂群算法的无线传感网络分簇路由协议研究

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1、浙江工业大学硕士学位论文基于人工蜂群算法的无线传感网络分簇路由协议研究作者姓名：朱仁烽指导教师：周晓副教授浙江工业大学信息工程学院2014年4月IlllllJlllllllllllllllllllllllllLIIlllllllIY2620462DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterResearchonClusteringRoutingProtocolforWirelessSensorNetworksbasedonArtificialBeeColonyAlgorit

2、hmCandidate：ZhuRenFengAdvisor：AssociateProf．ZhouXiaoCollegeofInformationEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyApr2014浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中己经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担

3、本声明的法律责任。作者签名：穿血吠争日期锄竹年箩月“日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密彤(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：芽彩婢导师签名：日期：如I垆年日期：列≯年5月26日尹月％日浙江工业大学硕士学位论文基于人工蜂群算法的无线传感网络分簇路由协议研究

4、摘要近年来，无线传感器网络在实际生活中的应用越来越多，人们对无线传感器网络相关技术的研究也越来越深入。由于网络中节点常常采用电池供电，其能量有限，因此，设计出一种合理的路由协议以减少节点能量消耗、延长网络寿命是一个重要的研究课题。本文对经典的无线传感器网络路由协议和人工蜂群算法进行研究，结合图论中最短路径思想，提出了一种基于人工蜂群算法的无线传感器网络分簇路由协议。主要包括以下几个方面：(1)将群体智能算法引入到无线传感器网络的研究，对无线传感器网络的分簇问题采用智能优化算法来处理。(2)针对LEACH协议在选择簇首节点时可能出现簇首节点在网络中分布不合理的情况，对人工蜂

5、群算法进行研究分析，推导出基于节点间距离信息和节点剩余能量信息的适应度函数，并应用于无线传感器网络的分簇过程。(3)考虑到网络覆盖区域较广的情况，分簇后位于簇边缘的节点与簇首节点通信距离较远，单跳通信会造成这些簇边缘节点的能量消耗过快。为了减少簇边缘节点的能量消耗、均衡节点能量，结合图论中的最短路径思想，提出在簇内构建一棵以簇首节点为树根的最短路径树，尽可能保证每个簇内通信能耗最小和负载均衡。最后，本文在MATLAB环境下对算法进行仿真，并与经典的路由协议比较分析。实验表明，本文设计的路由算法能合理地对网络进行分簇，并能均衡网络的负载，有效的延长网络寿命。关键词：人工蜂群

6、算法，无线传感器网络，分簇，路由协议，最短路径树浙江工业大学硕士学位论文RESEARCHONCLUSTERINGROUTINGPRoTOCoLFORWIRELESSSENSORNETWORKSBASEDoNARTIFICIALBEECOLONYALGORITHMABSTRACTThewirelesssensornetworkhasbeenwidelyusedinrecentyears，andtherelatedtechnologyisresearcheddeeply．Theenergyofnodesislimited，anditispoweredbybatteriesin

7、general．Toreduceenergyconsumptionandprolongthenetworklifetime，itisanimportantsubjecttodesignareasonableroutingprotocolInthisthesis，classicalroutingprotocolsandtheartificialbeecolonyalgorithmhavebeenresearched．Combinedwiththeshortestpathalgorithm，aclusteringroutingpr