基于多目标规划传感器网络路由树构建和优化.pdf

摘要无线传感器网络(works,WSNs)节点具有体积小,成本低等特点,引起各个研究领域的极大关注,己成功应用于军事、工业、医疗卫生等传统领域。本文在树形结构的基础上,对树路由结构以及树路由算法进行了较为深入的研究。研究主要包括以下几个方面:在树路由算法的基础上,以提高网络能量消耗的有效性和均衡性为目标,结合节点剩余能量以及节点传输的能量消耗,提出了能量均衡的树路由算法。节点在选择下一跳节点时,首先根据邻接表中邻居节点的剩余能量信息,选择剩余能量较多的几个节点,从而避免选择剩余能量过小的节点进行数据传递,然后根据节点间传输能量的大小选择消耗能量最小的节点作为下一跳节点。仿真试验结果表明,该算法的确可以有效地延长网络生命周期,提高网络性能。在树形结构构建的基础上,以提高网络能量消耗的均衡性以及降低网络传输能量消耗为目标,提出了多目标规划的路由树优化算法。该算法将树形结构中节点间的关系抽象成一个关系矩阵,并采用多目标规划以及整数规划方法建立数学模型,以最小化父子节点间距离的总和以及最小化父子节点间距离的方差为目标函数。模型的求解采用迭代优化的方法,以最初建立的树形结构为初始值,从网络中某一节点开始进行迭代,探索最优的树形结构。仿真实验结果表明,优化了的树形结构确实能够提高网络能量均衡性,降低网络能量消耗,有效提高网络性能。关键词:works(WSNs),,industrial,,':Anenergybalancedtreemutingalgorithmisproposedinthepaper,whichisbasedonthetreemutingalgorithm,,ordingtotheneighbortable,inordertoavoidchoosingthenodeswithlittleresidualenergy,-,andestablishamulti-objectiveprogrammingmodel,whichaimsatminimizingthesumofthedi咖ncebetweenfathersandsons,,:works,Treemuting,EnergyBalancing,Multi-worl(Lifetime,第一章绪论第一章绪论本章首先阐述了论文所选课题的研究背景以及研究意义,对无线传感器网络(work,WSN)I拘IN内外研究现状做了简要的介绍,然后介绍了本文的主要研究内容。最后综述了本文的组织结构和主要创新点。、微机技术现代网络与无线通信技术于一体,是计算机信息领域最活跃的研究热点之一【11。目前,无线传感器网络已得到广泛的应用,几乎遍及社会的各个领域,如军事、医疗卫生、环境监测及反恐防灾等。无线传感器网络中有大量传感器节点,节点体积小、成本低,具有~定无线通信、传感和数据处理能力,但是节点的能量是靠电池提供,能量有限,