基于蚁群算法的无线传感器网络路由协议研究与分析

湖北工业大学 卢大泉

基于蚁群算法的无线传感器网络路由协议研究与分析

湖北工业大学 卢大泉

无线传感器网络和其他的通信网络，比如Adhoc网络，有着很大的不同，所以导致无线传感器网络的路由协议的研究具有很大的意义以及挑战性，例如，在无线传感器网络中，没有全局的地址机制以及动态的拓扑结构和很有限的资源等等，这些年国内外学者不断的研究提出了很多无线传感器网络的路由算法，本文在阅读大量关于无线传感器网络路由协议数据的基础上，对其进行了分析，比较，在吸取先进思想的基础上，给出了一种基于蚁群算法的无线传感器网络路由协议算法

无线传感器网络；路由协议

这些年，伴随着电子技术以及无线通讯的发展和不断进步，使得功耗低、功能多的小型的无线通信传感器节点得到了迅猛的发展，这些微型的无线通信传感器节点结合了传感、通信、数据处理等单元，随之而来的是无线传感器网络的提出，无线传感器网络是计算机科学技术的一个比较新的研究领域，具有比较广阔的应用前景。

无线传感器网络由大量无线传感器节点互连而成，是传感器向微型化、智能化和无线通信化的延伸。根据传感器节点在使用中是否移动，可将无线传感器网络分为静态网络和动态网络，其中大多数是静态网络。在静态网络中，传感器节点被随机地或按一定要求布置在监测区域内，并根据用户的要求，可对温度、湿度、噪声、光强度、压力等环境参数进行测量，或者感知物体的运动速度和方向等。在动态网络中，传感器节点一般被安置在可移动的物体上，如车辆或被监测的动物，它将随物体的移动而移动。由于无线传感器网络应用前景广阔，它己经成为国内外的研究热点。作为一项正在发展中的技术，无线传感器网络还有许多技术问题需要解决。无线传感器网络应能达到以下要求：

（1）低能耗：低能耗的要求基于2种原因：一是由于传感器节点的体积小，因此能量供给有限；二是由于传感器网络的工作环境往往难以更新电池或因更新代价大而不可操作。节点的能耗大小对无线传感器网络的生存时间具有重大影响，是其核心优化目标之一。

（2）可扩展：由于传感器节点可能非常多，因而要求其应用的各项技术能有效用于大规模网络。

（3）自适应：能够适应环境、网络拓扑等动态变化以及网络的高冗余特性等。

（4）简单：由于传感器节点的能力受限，因而现实可行的技术应简单有效。

针对无线传感器网络的诸多要求和特点，目前围绕这一领域的研究内容很多，主要可分为节点层面和网络层面两大部分。在节点层面的研究内容主要包括传感器技术、低功耗芯片技术、无线通信技术等，网络层面的研究内容主要包括低能耗路由技术、低能耗MAC协议、协同定位技术、时钟同步技术、数据融合技术等。

作为无线传感器网络通信层的核心技术，本文着重研究低能耗路由技术。传感器网络应达到的要求使它的路由协议设计面临着节能和提高扩展性2个关键性问题。现有的路由协议都不能很好地解决这2个问题，因此有必要针对传感器网络的特点和需求研究专门的协议。综上所述，传感器网络路由技术的研究很有挑战性，是一个开放性的研究课题。

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2017-09-10）