导　　师： 刘财兴

学科专业： H1203

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南农业大学

摘　　要： 利用低成本、低功耗、多功能、体积小以及可进行短距离通信的无线传感器网络技术，得到越来越多的关注。由于无线传感器网络具有硬件资源有限、能量有限、以数据为中心、自组织、多跳路由、动态拓扑、节点多、应用相关等特点，使得无线传感器网络同传统的有线网络、ad hoc网络等有着明显不同的技术要求，传统的路由协议并不适用于无线传感器网络。因此，如何设计无线传感器网络路由协议，如何有效利用能量有限的无线传感器节点来实现网络生命周期的最大化成为无线传感器网络研究的重要问题。 本文利用蚁群算法具有局部工作、支持多条路径的特点，同时借鉴多态蚁群算法的思想，设计了无线传感器网络能耗均衡路由协议。该协议通过不同种类的蚂蚁分工合作、周期运行的方式来完成网络的路由过程。侦查蚁负责探寻网络的拓扑结构，构建路径树，建立备选路径表集；搜索蚁负责搜索最优传输路径。同时该协议将节点的剩余能量信息融入到路径信息素的形成中，利用节点间距离决定路径选择的启发函数，选取父节点动态作为簇头节点，并进行数据融合处理。使得各传感器节点的能量均衡消耗，从而达到最大化延长网络生命周期的目的。仿真实验表明，该路由协议平均有82％的节点死亡时间比leach协议晚，同时该协议能多传输48％的数据包。证明了该协议比leach协议更节省网络能量并且能传输更多的数据。 在实验室利用已有的31个节点部署无线传感器网络，并将本协议在该实验平台中实现，得到了与仿真结果一致的网络拓扑结构和路径树，并通过对实验室光数据的多次实验采集，有效地测试了网络的能量消耗，得到了理想的实验结果。证明了该路由协议基本达到了无线传感器网络路由协议的设计目标，仿真实验可靠有效。

关 键 词： 蚁群算法 能耗均衡 无线传感器网络 路由协议

分 类 号： [TN915.04 TN925.93]

领　　域： [电子电信] [电子电信] [电子电信] [电子电信]