改进蛙跳算法的wsn路由协议研究

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1、学校代码：10264研究生学号：M130502791上海海洋大学硕士学位论文题目：改进蛙跳算法的WSN路由协议研究WirelessSensorNetworkRouting英文题目：ProtocolBasedontheImprovedShuffledFrogLeapingAlgorithm专业：计算机科学与技术研究领域：无线传感器网络姓名：吴清指导教师：吴开军二O一六年四月二十三日上海海洋大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经明确注明和引用的内容外，本论文不包

2、含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海海洋大学硕士学位论文上海海洋大学博/硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名工作单位职称备注刘广钟上海海事大学教授陈明上海海洋大学教授袁红春上海海洋大学教授答辩地点信息学院306会议室答辩日期4月23日上海海洋大学硕士学位论文改进蛙跳算法的WSN路由协议研究摘要随着无线通信和微电子机械系统（MEMS）以及人工智能技术的飞速发展，人类已经逐渐步入互联网+的时代。无线传感器网络很快地应用于物联网领域中，引起

3、了国内外学术科研机构商界和商界的广泛关注，主要归因于无线传感器网络的自我组织能力、动态的网络拓扑结构以及大规模网络等特点。无线传感器网络就是由大量廉价、无处不在的、具备无线通信和计算能力的微小型传感器节点构成的无线自组织网络。主要是通过整个网络各处的传感器节点分布合作式接收、汇聚和处理节点的数据信息。然而，无线传感器节点自身有限的能量是其致命的弱点，影响整个网络的生命周期，所以设计合适的无线传感器网络路由协议是至关重要的，合理有效的分簇路由协议算法对减少无线传感器节点能耗提高节点能量利用率是十分必要的。本文简介蛙跳算法的原理，并分析总结他人研究成果上得出蛙跳算法应

4、用于WSN路由协议中的优势，同时也指出了蛙跳算法的缺陷，进而对其进行改进。为了改进蛙跳算法的族群内部局部最优能力，本文引进了模拟退火算法的Metropolis判别准则，并且提出一种双向环迁移机制以提高该算法跳出局部最优能力改善了蛙跳算法，提出了一种新的算法SFSLA算法。通过MATLAB软件对高维单峰函数和高维多峰函数进行求解分析，实验结果表明SFSLA比SFLA、ISFLA在迭代速度还有精度方面更胜一筹，同时在“早熟”现象上也表现不俗。验证了SFSLA算法的优越性，为下文提出改进的路由协议打下扎实的理论基础。论文最后总结已有的各类分簇路由协议后，提出了一种改进蛙

5、跳算法的无线传感器网络路由协议。该算法结合传感器节点本身剩余能量和位置建立适应度函数，通过改进蛙跳算法实现适应度函数的最优求解，从而获得合适的分簇，并且在簇头节点数据传输时采用单跳与多跳路由混合的新的路由方式。使用OPNET仿真软件对LEACH协议、SFLA协议进行模拟仿真实验。对比分析实验结果表明改进后的路由协议在簇头分布、降低网络能耗，延长网络的生存周期、提高能耗均衡度、降低网络时延方面有明显的优势。关键词：无线传感器网络，模拟退火算法，蛙跳算法，分簇，双向环上海海洋大学硕士学位论文WirelessSensorNetworkRoutingProtocolBas

6、edontheImprovedShuffledFrogLeapingAlgorithmAbstractWiththehighlydevelopmentofwirelesscommunication,microelectro-mechanicalsystem(MEMS)andartificialintelligence,humanbeingshaveprogressivelyentertheeraofInternet.WiththequicklyapplicationofwirelesssensornetworktotheareaofInternetofthings

7、,ithasdrawnmuchattentionoftheacademicandscientificresearchinstitutionathomeandabroadandbusinesssectors.Itmainlyascribetotheself-organizationabilityofwirelesssensornetwork,thetopologicalstructureofdynamicInternet,large-scaleInternetandotherscharacteristics.Wirelesssensornetworkisself-o

8、rgani