【摘 要】
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无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）是一种新型无线智能网络,具有自组织能力强,可随机部署特点,广泛应用在环境监测、医疗、智能家居等领域。但组成WSN的众多传感器节点采用一次性电池供能,节点能量耗尽并不能及时充电,影响WSN正常运行。在资源有限情况下,设计高效节能路由算法寻找“高效”路径,降低网络能耗具有十分重要的研究意义和价值。本文通过对经典分簇路由算法的研究和
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无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）是一种新型无线智能网络,具有自组织能力强,可随机部署特点,广泛应用在环境监测、医疗、智能家居等领域。但组成WSN的众多传感器节点采用一次性电池供能,节点能量耗尽并不能及时充电,影响WSN正常运行。在资源有限情况下,设计高效节能路由算法寻找“高效”路径,降低网络能耗具有十分重要的研究意义和价值。本文通过对经典分簇路由算法的研究和改进,以节能高效路由为目标,提出基于分区和优化阈值函数的改进LEACH算法和基于遗传算法的分簇路由算法,研究内容如下:针对LEACH路由存在簇头随机选举,簇间单跳路由传输造成簇头耗能加快等问题,提出一种基于分区和阈值优化的改进LEACH算法。该算法考虑节点剩余能量、邻居节点数及节点距基站距离三因素对簇头选举函数进行优化,同时对WSN部署区域进行划分,不同分区采取不同数据传输方式,降低基站附近簇头节点转发负载。结果表明,与LEACH、LEACH-EDP相比,第一死亡节点运行时间分别延长了 41.22%、14.94%,在提高网络稳定性方面有更好的性能表现。在改进的LEACH算法基础上,对于循环成簇会造成节点通信能耗加剧问题,提出一种基于遗传算法的分簇路由算法。利用遗传算法设计一种动态的簇头选举方法,在稳定阶段引入代价函数,改进簇间下一跳转发节点的选择策略,选择能量充足、位置更优的簇头进行数据转发。仿真结果表明,该算法相比LEACH、LEACH-EDP和改进的LEACH,能够降低节点无线通信能耗,提高节点能量利用率,延长网络的生命周期,同时该算法在大区域下也有良好的性能表现。
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