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随着物联网(IOT)技术的广泛应用,它给传统的应用管理模式带来了重大改进。作为物联网信息采集端的无线传感器网络(WSN),对于其关键技术的研究又重新引起人们的重视。目前,物联网应用中的城市公共交通管理对人们的生活影响日趋重要,智能公交管理系统利用了物联网无处不在的优势,使管理者能随时了解公交车辆现状,可以大大提高公共交通服务的品质。由于WSN网络拓扑动态变化,同时各节点的计算能力、电源能量有限,因而导致节点的通信能力受限。如何设计出低能耗、高计算能力的无线传感器网络路由算法,成为WSN研究中亟待解决的关键技术问题。
为了延长网络节点的生存时间,实现低能耗和高计算能力的目标,论文在分析WSN路由算法现状的基础上,重点对低能耗、自适应的LEACH协议进行研究。作为第一个提出分簇的协议,LEACH协议在无线路由协议的发展史上具有重要地位,论文着重分析了它的优缺点,并研究了基于LEACH协议基本模型框架改进的一系列算法,分析了改进算法的优点和不足。
针对LEACH协议和其改进算法在簇头选择等方面的不足,论文使用融合优化算法进行改进,提出了LEEE算法。算法融合高效聚类路由算法和EBAC算法,使用多跳传输的方式,将全局最短路径改为局部最短路径。理论分析和仿真结果验证,改进后的路由算法,在簇头选择,网络生存时间,网络能量均衡性等方面性能明显提高。
论文最后以郑州GIS公交管理系统为应用背景,将改进后的LEEE算法应用于公交车辆信息采集网络中,设计了系统实现架构和方案,实现改进后的公交管理系统更高效。