基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蟻群算法研究

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1、Ｐ３Ｕ學(xué)校代碼：１０６９７分類號(hào)；ＴＵ９５２號(hào)：２１３２０密級(jí)：公開學(xué)廠々ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ－Ｉ，－＜：Ｔ子．＇《—？■ｋ—一—一一口■；Ｗ．與；破±夸位巧交ＭＡＳＴＥＲ’ＳＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ叛千無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蟻群算法研究雜ｋ。火．ｋ學(xué)科嫌齡巧：范訓(xùn)禮副教授作者：杜飛飛指導(dǎo)老師西北大學(xué)學(xué)位評(píng)定委員會(huì)二〇—六年六月＇＇一一，ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎａｎｔｃｏｌｏｎｙａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎＷｉｒ

2、ｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓＡｔｈｅｓｉｓｓｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ＊ｉｎａｒｔｉａｌ扣Ｉｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆ化ｅｉｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｐｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｉｎＣｏｍｕｔｅｒＡｌｉｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｐｐｐｇｙＢｙＤｕＦｅｉｆｅｉＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ｐＦａｎＸｉｍｌｉＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆｅｓｓｏｒＪｕｎｅ２０１６西北大學(xué)學(xué)位論文知識(shí)產(chǎn)枚聲明書本人完全了解西北大學(xué)關(guān)于收集、保

3、存、使用學(xué)位論文的規(guī)定。學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。本人允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西北大學(xué)可Ｗ將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研巧所等機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文收錄到《中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》或其它相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)。保密論文待解密后適用本聲明。Ｌ尸學(xué)位論文作者簽名：寺ｔ若指導(dǎo)教師簽名；—？＇：＾／２＾／店年月／Ｊ：日＜＾年店月（日西北大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性污明才聲明：所呈交的學(xué)位

4、論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研巧成果。據(jù)我所知，除了文中特別加標(biāo)注和致謝的地方外，本論文不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研巧成果，也不包含為獲得西北大一學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)巧己在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：奪走音丟心／＾年告月／Ｘ日摘要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種信息獲取技術(shù)己經(jīng)取得了階段性的成效，布置靈活、自組織的特性使其在醫(yī)療保健、工業(yè)生產(chǎn)控制和交通控制等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。人們對(duì)機(jī)器智能青睞程度的増

5、強(qiáng)使基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的諸多路由算法相繼出現(xiàn)。蟻群算法一一生物學(xué)行為的仿生進(jìn)化方法是種模巧自然界媽蟻群體沿最短路徑覓食這。它具有魯一，通用性強(qiáng)棒性強(qiáng)，可靠性好等優(yōu)勢(shì)，已被成功應(yīng)用于解決傳統(tǒng)優(yōu)化算法難Ｗ解決的系列組合優(yōu)化問題。但算法中存在搜索最優(yōu)路徑時(shí)間長(zhǎng)Ｗ及易陷入局部最優(yōu)解等問題，。針對(duì)上化問題，本文對(duì)蟻群算法展開相關(guān)研究本文的主要研巧內(nèi)容包括：１．Ｗ蟻群算法為研究對(duì)象，深入研究蟻群算法的基本原理，針對(duì)算法中參數(shù)取值尚無嚴(yán)格理論依據(jù)的問題，結(jié)合算法特性對(duì)媽蟻數(shù)量ｍ、信息素盾發(fā)因子０Ｕ期寧良發(fā)因＂＂子Ｐ、信息

6、素?fù)]發(fā)因子Ｐ等重要參數(shù)進(jìn)行研究，提出Ｈ部曲確定最優(yōu)參數(shù)取值的有效方法。一２．針對(duì)蟻淸算法中易陷入局部最優(yōu)解、搜索時(shí)間長(zhǎng)等問題，本文提出種基于蟻群算法的改進(jìn)算法。改進(jìn)算法中媽蟻選擇鄰居節(jié)點(diǎn)時(shí)，加入節(jié)點(diǎn)能量消耗分析，防止單個(gè)，均衡了網(wǎng)絡(luò)能量，節(jié)點(diǎn)能量耗盡現(xiàn)象的出現(xiàn)；采用延遲信息素更新方式對(duì)最＾路徑上信息素進(jìn)行負(fù)更新，快速縮小了解空間范圍；引入局部最優(yōu)搜索策略，増大局＾優(yōu)解突變的機(jī)率，提髙了算法搜索效率。一３ＥＥＡＢＲ．針對(duì)能量高效的蟻群路由算法中能量消耗大的問題，提出種基于ＥＥＡＢＲ。的改進(jìn)算法改進(jìn)算法中增加了

7、前向媽蟻信息素更新方式，在后向媽蟻信息素更新中增加鏈路長(zhǎng)度和鄰居節(jié)點(diǎn)能量考量，讓媽蟻在距離目的節(jié)點(diǎn)越近的鏈路上釋放越多的信息素，増強(qiáng)了找到目的節(jié)點(diǎn)的可能性，促進(jìn)了算法收斂。改進(jìn)算法盡量使計(jì)算在節(jié)點(diǎn)內(nèi)部完成，為了降低數(shù)據(jù)發(fā)送中網(wǎng)絡(luò)上的能量負(fù)擔(dān)，結(jié)合前向媽蟻和后向媽蟻各自承擔(dān)的任務(wù)，設(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)。改進(jìn)后的算法提高了算法的收斂速度，降低了網(wǎng)絡(luò)能量消耗。關(guān)鍵祝無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，旅行商問題，蟻群算法，ＥＥＡＢＲ，路由協(xié)議ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｓａｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ化ａｔｈｅｒｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅ

8、ｍａｒｋａｂｌｅｅｆｅｃｔｓｈａｖｅｂｅｅｎａｃｈｉｅｖｅｄｆｏｒＷｉｒｅｌｅｓｓｇ，ＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋＷＳＮｗｈｉｃｈｈａｓｂｒｏａｄａｌｉｃａｔｉｏ打ｒ