無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法能量優(yōu)化研究

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3、感ｈ＇．南京郵電大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加Ｗ標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京郵電大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研巧所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。一。本人學(xué)位論文及涉及相關(guān)資料若有不實(shí)，愿意承擔(dān)切相關(guān)的法律責(zé)任研究生簽名；么日期：川占乂Ｓ呼南京郵電大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人授權(quán)南京郵電大學(xué)可Ｗ保留并向國家有關(guān)部口或

4、機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)巧件和電子文檔；允許論文被查閱和借閱；可Ｗ將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索；可Ｗ采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存。、匯編本學(xué)位論文本文電子文樓的內(nèi)容和紙質(zhì)論文一的內(nèi)容相致。論文的公布（包括刊登授權(quán)南京郵電大學(xué)研究生院辦理。）涉密學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書。占、？家研究生簽名：成每導(dǎo)師簽名：日期；中中RoutingAlgorithmResearchOnEnergyOptimizationForWirelesssensornetworksThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPo

5、stsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByLingfengQiuSupervisor:Prof.WeiZhangFeb2016摘要路由算法不僅能夠幫助無線傳感器網(wǎng)絡(luò)工作任務(wù)的完成，還能夠幫助節(jié)點(diǎn)在眾多路徑中選取一條最佳路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)包的傳輸。但是由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量有限以及硬件條件的不足，容易出現(xiàn)因節(jié)點(diǎn)能量不足造成的數(shù)據(jù)傳輸延遲以及生命周期縮短。論文分析了國內(nèi)外學(xué)者在平面路由算法和分簇路由算法的能量優(yōu)化改進(jìn)方案，提出了基于蟻群算法的能量優(yōu)化改進(jìn)算法(IACAEO)和基于分簇路由算法的能量優(yōu)化

6、改進(jìn)算法(FLCHEFP)，并在TinyOS環(huán)境下對采用IACAEO算法和FLCHEFP算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線注入攻擊，該攻擊是為了驗(yàn)證這兩種算法的能量優(yōu)化效果。主要內(nèi)容包括以下3個(gè)方面：(1)提出了一種基于蟻群算法的能量消耗優(yōu)化算法(IACAEO)。該算法在節(jié)點(diǎn)選擇下一跳節(jié)點(diǎn)的概率選擇和信息素更新規(guī)則進(jìn)行了改進(jìn)，著重進(jìn)行了節(jié)點(diǎn)間的距離和節(jié)點(diǎn)剩余能量的比較，在信息素濃度和節(jié)點(diǎn)的剩余能量上添加了權(quán)重因子。仿真結(jié)果表明，該方法能夠避免節(jié)點(diǎn)的能量被過度消耗。(2)提出了用模糊邏輯進(jìn)行節(jié)點(diǎn)分簇和簇頭的選舉，利用節(jié)點(diǎn)的剩余能量和節(jié)點(diǎn)與周圍節(jié)點(diǎn)的距離兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行模糊推理決定

7、簇頭的選舉。并且為了避免邊遠(yuǎn)簇頭距離基站太遠(yuǎn)導(dǎo)致該簇頭發(fā)送消息的能量消耗過大，在簇頭中選舉超級簇頭負(fù)責(zé)邊遠(yuǎn)簇頭的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。仿真結(jié)果表明，網(wǎng)絡(luò)的總體能量消耗低于LEACH和CHEF，節(jié)點(diǎn)的生命時(shí)長長于LEACH和CHEF。(3)用無線注入攻擊驗(yàn)證上述兩種路由算法能量優(yōu)化的效果。為了評估這兩種算法的性能，在TinyOS環(huán)境中采用無線注入攻擊對采用上述兩種算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行攻擊，結(jié)果表明IACAEO算法在能量消耗方面遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)蟻群算法，F(xiàn)LCHEFP算法在能量消耗方面也遠(yuǎn)低于LEACH和CHEF。關(guān)鍵詞:無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，能量優(yōu)化，蟻群算法，模糊邏輯