基于改进灰狼优化器的能量均衡无线传感器网络算法研究

《基于改进灰狼优化器的能量均衡无线传感器网络算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、焱姜卹＊ｒ大爹＜§）硕士研究生学位论文基于改进灰狼优化器的能置均衡无线传感器网络算法研究作者：朱辉指导教师：赵小强教授学科（专业）：通信与信息系统＾论文曰期一：二〇八年六月＇＿＂■？－■■＊＊？「？Ｊ＊＊■＊ｙ？！！Ｊ－－Ｗ？？＿．．【？Ｔｈｆ４■及ｆ！▲■「Ｉ蠡ｌ■ｉ？ｆｍＴ办＾ｔ？＾＾西安邮电大学学位论文原创性声明秉承￥校严谨的令风和优良的科学道德：，本人郑重声明所４交的论义是本人在导师指导下进行的研宄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谢中所

2、罗列的内弈以外，论文中不乜含其他人己经发表或撰弓过的研究成果，也不包含木人己用十Ｋ他学位申淸的论文或成粜一。与我同工作的Ｎ志对本研究所做的仟Ｍ贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。一切的法你责任中请学位论文与资料若有不实之处，本人承担。丨口期＊＞〇及年６ｎ木人签名．：＿西安邮电大学学位论文知识产权声明本人完全丫解西安邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安邮电大学。学校冇权保留并向＿家冇关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被杏阅和借阅。学校可以将本学位论文全

3、部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印：＾手段保存和汇编本学位论文同时本人保证，毕业后结合学位论文研宄课题再撰写的一律署名萆位力西安邮电大学文章。’４年６１本人签名：表辦日期：ｊｊ口』、导师签名：＾日期：年￥￥日＾ｙｌ单位代码11664学号1501210055分类号TP393密级西安邮电大学硕士研究生学位论文题（中、英文）目基于改进灰狼优化器的能量均衡无线传感器网络算法研究Energy-EfficientRoutingProtocolforWirelessSensorNetworksBasedonImprovedGr

4、eyWolfOptimizer作者姓名朱辉指导教师姓名、职务赵小强、教授学科门类工学学科（专业）通信与信息系统提交论文日期二○一八年四月摘要摘要无线传感器网络（WirelessSensorNetworks,WSNs）在农业生产、水质监测和医疗卫生等众多领域得到了广泛的应用，为信息的获取提供了新的手段。通常，WSNs由价格较低、功耗较低和体积较小的多个传感器节点组成，这些传感器节点由能量有限的电池进行供电，而且一旦部署在监测区域，它们将持续运行，直到电能耗尽。因此，研究WSNs的关键技术之一就是如何在保证数据高效、可靠传输的情况下，设计出能够有效降低网络能量消耗、显著延长网络

5、寿命的路由协议。本文来源于2016年西安邮电大学和德国莱比锡电信应用技术大学xxxxxx项目下的“WorkinginProjects”子课题。论文以WSNs网络在农业气象环境参数的监测需求为出发点，分别从网络拓扑结构和感知信息传输两个方面展开研究，提出了一种基于改进灰狼优化器的WSNs分簇路由算法，具体研究内容如下：（1）针对LEACH算法采用随机选取簇首的方式会导致网络中存在簇首分布过于分散或集中的问题，引入初始簇来进行改善。利用节点的距离中位数算法，在等间隔的距离上选举一定比例的初始簇首，从而形成分布均匀的初始簇。（2）在标准灰狼优化器（GWO）的基础上，改进了猎物位置

6、权重因子，给出了基于狼群适应值的改进灰狼优化器（FIGWO），提出了一种基于改进灰狼优化器的WSNs成簇算法。该算法将灰狼个体映射为网络中传感器节点，通过灰狼个体的剩余能量以及距离信息来计算每个灰狼个体的适应值，利用适应值前三的灰狼个体来重新定义猎物的位置函数。最后将改进的灰狼优化器应用于簇首选举阶段以选出更加合适的簇首。（3）针对LEACH算法采取簇内节点均与簇首通信的方式导致网络簇首和部分距离基站较近的节点能量消耗增加的问题，引入最短路径传输技术。即在节点与簇首距离大于其与基站距离的情况下，节点将感知数据全部转发至基站。本文提出的分簇路由算法，一方面优化了簇结构，减少了

7、簇内成员节点个数，降低了簇首的数据接收能耗，同时也降低了部分节点的数据传输距离。另一方面，增加了基站接收的数据分组数，使得基站能够获得更加丰富的感知信息。仿真表明，相对于LEACH、SEP协议，FIGWO协议使网络生存周期分别延长了57.8%和31.5%；使基站接收数据分组数分别增加了177%和145%。关键词：无线传感器网络；灰狼优化器；分簇机制；LEACH；能量高效IABSTRACTABSTRACTWirelessSensorNetworks(WSNs)hasbeenwidelyusedinmanyfields