专利汇可以提供全局能量均衡的智能化无线传感网路由算法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种全局 能量 均衡的智能化无线传感网路由 算法 。本发明采用蚁群算法以及模拟 退火 算法,结合系统能量熵的概念,模拟自然界蚂蚁群觅食的过程,在无线传感网中寻找路由,同时模拟金属退火现象,经过 迭代 使得能够使系统能量熵最大,也即全局 节点 能量消耗最平衡的路由保留下来。同时本发明算法采用了仿生计算中的蚁群算法,算法具有自组织性,节点间可以通过个体的单个的简单交流使得群体间达到复杂的最优,非常符合无线传感网的特点。本发明算法较为简单易于实现,可用于各种以数据为中心的无线传感网应用场合,具有较大的社会效应和经济效应。,下面是全局能量均衡的智能化无线传感网路由算法专利的具体信息内容。
1.一种全局能量均衡的智能化无线传感网路由算法,其特征在于采用蚁群算法及模 拟退火算法,结合系统能量熵的概念,模拟自然界蚂蚁群觅食的过程,在无线传 感网中寻找路由,同时模拟金属退火现象,经过迭代使得能够使系统能量熵最大, 即全局节点能量消耗最平衡的路由保留下来;具体步骤如下:
(1)由汇聚节点开始发送HELLO包,以使得网络中各个节点能够知道自己到汇 聚节点的最小跳数,并维持邻居表;
(2)各个节点发出蚂蚁包,并根据邻居表中邻居节点到汇聚节点的跳数选取下跳 地址;
(3)蚂蚁包到达汇聚节点后,由汇聚节点按照模拟退火算法计算该蚂蚁包携带的 路由是否能使系统全局能量得以均衡;
(4)并发出后向蚂蚁包指示节点是否接受该路由,节点根据后向蚂蚁包指示设置 自己路由。
2.按权利要求1所述的全局能量均衡的智能化无线传感网路由算法,其特征在于所 述的步骤(1)中,汇聚节点发送HELLO包使得各个节点能够得知其自身到汇聚节 点的跳数的步骤是:(a)由Sink点发起节点跳数建立;(b)在Sink点周围一跳范围 内的节点假定为K,最先得知自己的邻接节点表中有Sink点,则将自己的跳数计 为1,并且向邻接节点表中的其他节点发送自己的跳数信息;(c)邻接节点K+1收 到消息,将邻接节点表中K节点的跳数写为1,并且进行判断,选取邻接节点表中 跳数最小的节点加1作为自己的跳数,并且向邻接节点表中除了最小跳数节点之 外的邻接节点发送自己的跳数信息;这样从汇聚节点开始的网络中连通的节点都 会得到自身到汇聚节点的跳数。
3.按权利要求1所述的全局能量均衡的智能化无线传感网路由算法,其特征在于所 述的步骤(2)中,节点发出蚂蚁包在邻居节点中选取下跳节点过程是:每个节点保 存邻居节点蚂蚁包经过的信息素,每个节点将邻接节点链路的信息素置为1,生 成当前节点的蚂蚁包,蚂蚁包中包含起止点的编号,地址信息,以及经过的路径 表,并将出发节点写入蚂蚁包的经过路径表;蚂蚁包所在当前节点从邻接节点表 挑选出一批跳数最小的节点作为候选的下一跳节点;按照p(m)=1/information(m,k) 计算出候选节点的选择概率,并且选择概率最大的节点作为下一跳节点发送蚂蚁 包,如果有相同概率的节点则从这些节点中随机的选择一个作为下一跳节点发送 蚂蚁包。
4.按权利要求1所述的全局能量均衡的智能化无线传感网路由算法,其特征在于所 述的步骤(3)中,汇聚节点按照模拟退火算法计算该蚂蚁包携带的路由是否能使系 统全局能量得以均衡即能量熵的步骤是:(a)Sink点接受到每个节点的蚂蚁包;(b) 根据蚂蚁包中的路径表统计出每个节点有多少蚂蚁包发出,假定共有m个节点, 每个节点发出蚂蚁包的数量是f(m),代表了每个节点的能量消耗;(c)根据 计算出总的发送量,根据 计算出每个节点在系统中所 占的发送比,最后根据 计算出采取该路由的系统能量熵 值;设定Tmax,Tmin,Imax;
●当T>Tmin 计算ΔE=E(x)-E(x+1),当i<Imax;根据 计算出接受概率,当ΔE≤0时,E(x)=E(x+1);Δ E>0时,随机产生一个c∈[0,1],当p>c时E(x)=E(x+1),i=i+1;i>Imax 时i=i+1;T=T-1;
●当T=Tmin结束,计算ΔE=E(x)-E(x+1),当i<Imax;根据 计算出接受概率,当ΔE≤0时,E(x)=E(x+1);Δ E>0时,随机产生一个c∈[0,1],当p>c时E(x)=E(x+1) (d)接收E(x)=E(x+1)时,Sink点根据每个节点的蚂蚁包产生后向蚂蚁包。在T1 =Tmin时在后向蚂蚁包中要求节点发送新的蚂蚁包,不然则认为路由建立完毕。
5.按权利要求1所述的全局能量均衡的智能化无线传感网路由算法,其特征在于所 述的步骤(4)中,汇聚节点发送后向蚂蚁包的步骤是:(a)节点收到自己的后向蚂蚁 包,将后向蚂蚁包中的邻接链路信息更新,information(m,k)=information(m,k)+1; (b)选择后向蚂蚁包中的节点做为下一跳;同时根据后向蚂蚁包中信息判断是否发 送新的蚂蚁包;(d)当不需要发送时,则路由建立完毕。
本发明涉及一种无线传感网路由算法,特别是一种全局能量均衡的智能化无线传 感网路由算法。
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