基于蚁群的无线传感器网络路由算法.pdf

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1、84传感器与微系统(TransducerandMicrosystemrechnologies)2010年第29卷第1期吉、、t计算与测试f。基于蚁群的无线传感器网络路由算法张海娟，付争方(安康学院电子与信息工程系，陕西安康725000)摘要：针对无线传感器节点能量、通信能力及计算能力有限等特点，将蚁群算法应用于无线传感器网络，提出一种改进的蚁群路由算法，考虑了节点的能量、距离、通信半径和传输方向等参数．实验结果表明：该算法有效地减少了网络能量消耗、节点死亡数、路由跳数和数据传输的路径长度，延长了无线传感器网络的寿命，实现无线传感器网

2、络在通信过程中快速、节能的路由。关键词：无线传感器网络；传感器节点；蚁群算法；路由中图分类号：TP393．04文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)01-0084--03Antcolony-basedwirelesssensornetworksroutingalgorithmZHANGHal—juan．FUZheng—fang(DepartmentofElectronicsandInformationEngineering，AnkangUniversity，Ankang725000，China)Abstract：Ai

3、medatthefeatureofwirelesssensornetworks(WSNs)nodes，suchasenergy—constrained，limitedcommunicationscapabilityandlowereomputingpowerandSOOil．AntcolonyalgorithmisappliedtoWSNs．AnovelroutingalgorithmofWSNswhichisbasedonantcohmyalgorithmispresented．Theenergyof／lodes，distance

4、．radiusofcommunicationandtransmissiondirectionandotherparametersjStakenjntoaccount．Researchresultsshowthatthisroutingalgorithmcanreduceenergyconsumption，thedeadnumberofnodes，routiJIghopsandthelengthofdatatransmissionpath．Asaresuhofprolonging1helifeofwirelesssensol’he

5、w

6、orksandmakingtheWSNsfastandenergy—efficientinthecommunicationprocess．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；sensor,,odes；antcolonyalgorithm；routing0引言速耗尽，引起网络瘫痪；而且，为了优化路径需要较多的蚂蚁群算法是DorigoM提出的一种基于生物习性的启蚁协同工作，这将导致大量的广播通信而消耗过多的能发式算法，用于解决复杂组合优化问题。由于无线传感器量。网络是由许多能量有限、感知有限、数据

7、处理能力有限的文提出一种改进的蚁群路由算法(improvedantcolo—点组成的，它也是通过这些智力有限的单个节点协同lT作nyroutealogrithm，IACRA)，在源节点选择下一跳节点时，来完成一些复杂任务，这就与群体智能算法有着天然的联不仅考虑了下一跳节点的能量参数，而且，考虑了节点间的系。代表基于蚁群的路由算法有：KassabalidisI等人提距离、传输方向和节点有效通信距离等参数。尽量减少节出的AntNet算法，通过前向蚂蚁和返回蚂蚁来实现路由优点能缱消耗以延长无线传感器网络的寿命，实现无线传感化(前向蚂蚁收集

8、节点信息；返回蚂蚁利用这些信息更新器网络在通信过程中快速、节能的路由。路由表)；Sehoonderwoe,dR等人用ABC(antbasedcon—1IACRAtro1)算法以概率的方式选择和更新路径，该算法中只有一】．1参数选取种从源节点释放的蚂蚁，这些蚂蚁到达目的节点后就死亡，传感器节点由电池提供能量，通过飞机布撒，人工布置这样当蚂蚁到达节点时，节点的路由表就被更新丁。等方式，大量部署在感知对象内部或者附近。这些节点通AntNet和ABC算法对网络的变化有较强的适应能力，常被配置在野外的环境中，或者在偏僻的、难以接近的区域能快速

9、建立优化路径。但它们都利用了网络延时信息更新中，这样传感器网络必须在无任何基础设施的环境中进行路径，没有考虑节点当前状态，这样会使部分节点能量迅长期的自主的工作。更换能量几乎是不可能的，因此，设计收稿日期：2009-08-02基金项目