基于蚁群优化的无线传感器网络分簇路由算法研究与仿真

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1、中文图书分类号：TP393密级：公开UDC：004工程硕士学位论文M.E.DISSERTATION论文题目：基于蚁群优化的无线传感器网络分簇路由算法研究与仿真论文作者：梅冯阳领域：软件工程指导教师：侯义斌教授论文提交日期:2016年5月UDC：004学校代码：10005中文图书分类号：TP393学号：S201325029密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：基于蚁群优化的无线传感器网络分簇路由算法研究与仿真英文题目：RESEARCHANDSIMULATIONOFWIRELESSSENSORNETWORKCLUSTERINGROUTI

2、NGALGORITHMBASEDONANTCOLONYOPTIMIZATION论文作者：学生姓名领域：软件工程研究方向：无线传感器网络申请学位：工程硕士专业学位指导教师：侯义斌教授所在单位：软件学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说

3、明并表示了谢意。签名：梅冯阳日期：2016年6月3日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：梅冯阳日期：2016年6月3日导师签名：日期：2016年6月3日摘要摘要无线传感器网络（WSN）技术作为物联网的核心技术之一，由于自身的一些特点比如大规模、自组网、鲁棒性等，使得它能够成为人们获取物理世界信息的便捷渠道，广泛地应用于各领域的信息监测中。但

4、由于WSN遇到的最大的问题是它的节点不能随意更换电源，能量不足进而影响着网络的使用寿命。本文主要对路由协议进行优化，充分考虑节点能量因素，减少功耗。本文在研究了多种现有路由算法的基础上，提出了基于泰森多边形分簇的动态分簇方法，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。在采用泰森图选出簇首的基础上，基于蚁群算法搜索簇首节点与汇聚节点之间最优的多跳路径，实现簇间数据的路由传输。并且改进了蚁群算法的概率选择和信息素更新规则，在搜索的过程中考虑节点的剩余能量和搜索方向的限定等因素，在更新的过程中考虑了节点能量因素

5、，同时加入了对非最佳路径的负反馈条件，从而加快了最优路径的搜索过程，良好的规划了簇间路由的路径。最后，本文对提出的算法进行了仿真。仿真结果表明，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I北京工业大学工程硕士专业学位论文AbstractWirelesssensornetwork(WSN)technologyasoneofthecoretechnologyofInternetofthings,becauseofsomeofits

6、owncharacteristicssuchasmass、ad-hocnetworkandrobustness,sothatitcanbecomeaconvenientchannelforpeopletoobtaininformationfromthephysicalworld,andbewidelyusedinmanyfieldsofinformationmonitoring.ButthebiggestproblemthatWSNhasencounteredisthatitsnodesarenotfreetoreplacethepowersupp

7、ly,Energydeficiencyaffectsthelifeofthenetwork.Thispaperismainlytooptimizetheroutingprotocoltoreducepowerconsumption.Onthebasisofstudyingtheexistingroutingalgorithm,inthispaperweputforwardthedynamicclusteringmethodbasedonVoronoipolygonclumping,theprotocolcanreducethecostofenerg

8、yintheprocessofnodestojointheclusterofinter-nodecommunication