基于蚁群算法的路由协议在TinyOS中的实现.pdf

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1、40传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第5期基于蚁群算法的路由协议在TinyOS中的实现王鑫，徐攀，杨慧中(江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室，江苏无锡214122)摘要：为了提高无线传感器网络(WSNs)的通信链路质量，在TinyOS系统中实现了基于蚁群算法的路由协议，该协议采用多跳的通信方式，为应用程序提供较为可靠的数据传输服务。结合ZigBee网络的体系结构，详述了该协议的实现流程。通过TOSSIM仿真平台对该协议

2、进行了验证，仿真结果表明：基于蚁群算法的路由协议能够在降低丢包率和传输延时的同时平衡节点的能量消耗，进而延长整个网络的存活时间。关键词：无线传感器网络；蚁群算法；路由协议；TinyOS系统中图分类号：TN915．04文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)05--0040-04ImplementationofaroutingprotocolbasedonantcolonyalgorithminTinyOSWANGXin，XUPan，YANGHui—zhong(KeyLaboratory

3、ofAdvancedProcessControlforLightIndustry，MinistryofEducation，JiangnanUniversity，Wuxi214122，China)Abstract：Inordertoimprovethecommunicationlinkqualityinwirelesssensornetworks(WSNs)，aroutingprotocolbasedonantcolonyalgorithm(ACA)isimplementedinTinyOSopera

4、tingsystem．TheACAroutingprotocolemploysmulti—hopcommunication，providingabest—effortdatatransmissionserviceforapplicationprogram．AccordingtothenetworkarchitecturespecifiedinZigBeestandards，theimplementationproceduresoftheroutingprotocolaredescribedindet

5、ail．TheTOSSIMsimulationplatformisusedforverifyingtheACAroutingprotoco1．TheresultsconfirmedthattheACAroutingprotocolcanreducethepacketlossrateandtransmissiondelay，andatthesametimethelifetimeofthenetworkcanbeextendedduetothebalancingoftheenergyconsumptio

6、nbetweenthecommunicationnodes．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；antcolonyalgorithm(ACA)；routingprotocol；TinyOSsystem0引言“链接”的设计模式。因此，TinyOS能够快速实现基于无线传感器网络(wirelesssensornetworks，WSNs)采用IEEE802．15．4／ZigBee的网络应用，并实现对代码的自动无线电波作为传输媒介，多路通信共享同一信道，极易出现裁剪，适

7、合在资源受限的网络节点上运行。此外，TinyOS信号碰撞，存在隐藏终端和暴露终端等非对称问题，其还常用于对现有协议的仿真和优化。本文在TinyOS系统网络拓扑、信道环境和业务模式可随节点的移动而动态改中实现了基于蚁群算法的路由协议并验证了协议的有效变j，与传统的有线网络、蜂窝移动网络存在本质区别。性，为实际的网络应用和算法仿真提供了一种较为可靠的因此，需要设计适用于WSNs的路由协议，使其能够适应网路由协议。络拓扑动态变化和节点能量耗尽而带来的链路损失。1基于蚁群算法的路由协议IEEE802．15．

8、4是一种短距离无线通信标准，规定了蚁群算法(antcolonyalgorithm，ACA)又称蚂蚁算法，是物理层和媒体介质访问层的协议标准。ZigBee联盟在此一种用来寻找优化路径的启发式仿生进化算法。在基础上制定了网络层、应用支持子层和应用层的标准，从而WSNs中，通信节点的发送功率有限，信息往往需要经过多建立了完整的WSNs结构体系。个中间节点的转发才能到达目标节点。对于转发节点的选TinyOS是专为WSNs设计的操作系统，采用“构件”和择直接关系到信息传输的成功