發(fā)布時間：2017-05-24 22:00

  本文關鍵詞：基于蟻群算法的無線傳感器網絡路由優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network,WSN)一般是指由傳感器節(jié)點組成的多跳自組織網絡,節(jié)點彼此之間以無線通信的方式交流。節(jié)點的特點是體積小、功耗低。目前已經廣泛的應用在軍事、智能交通、醫(yī)療衛(wèi)生和環(huán)境監(jiān)測等領域。傳感器節(jié)點本身的能量有限和通信能力弱是WSN路由算法研究的核心內容。 WSN路由算法是指傳感器節(jié)點根據需要把數據分組的從源節(jié)點轉發(fā)到目的節(jié)點。本文首先介紹了WSN的結構、特征和協議棧模型,并對WSN的幾種路由算法進行了對比分析,提出了以蟻群算法為數學模型的路由問題解決方法。針對基本蟻群算法收斂時間長且容易陷入局部最優(yōu)解的問題,本文從信息素更新策略,能耗策略和轉移概率策略三個方面進行了改進,并在MATLAB中對改進的算法進行仿真分析。仿真結果表明改進的蟻群算法能有效的尋找到最優(yōu)路徑,并且收斂速度較快,節(jié)點的能耗也較低。 在軟件仿真的基礎上,本文以現場可編輯門陣列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)為控制核心設計出一種基于改進蟻群算法的硬件實現。各個功能模塊設計完成后,對整個系統進行了功能仿真。結果表明基于FPGA的改進蟻群算法運行速度更快,工程實踐意義明顯。
【關鍵詞】：無線傳感器網絡 路由算法 改進蟻群算法 FPGA
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.5;TP18
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 課題的研究背景及意義11-12
• 1.2 課題的國內外研究現狀12-15
• 1.2.1 路由算法的發(fā)展12-14
• 1.2.2 路由算法的分類14-15
• 1.3 蟻群算法的改進15-16
• 1.4 本文研究的內容及結構16-19
• 2 WSN路由算法簡介19-33
• 2.1 WSN概述19-22
• 2.1.1 結構及節(jié)點特征19-21
• 2.1.2 協議棧21-22
• 2.2 WSN路由算法介紹22-31
• 2.2.1 平面路由算法22-26
• 2.2.2 分簇路由算法26-31
• 2.3 WSN路由算法的分析對比31
• 2.4 本章小結31-33
• 3 基于蟻群算法的WSN路由算法33-43
• 3.1 蟻群算法概述33-39
• 3.1.1 蟻群的行為描述33-34
• 3.1.2 蟻群算法的機制原理34-35
• 3.1.3 基本蟻群算法的數學模型35-37
• 3.1.4 基本蟻群算法的實現步驟37-39
• 3.2 基于改進蟻群算法的WSN路由算法39-42
• 3.2.1 能耗模型39-40
• 3.2.2 轉移概率模型40-41
• 3.2.3 信息素更新策略41-42
• 3.3 本章小結42-43
• 4 仿真結果和分析43-49
• 4.1 實驗模型及相關參數的設定43-44
• 4.2 仿真結果及分析44-48
• 4.3 本章小結48-49
• 5 改進蟻群算法的FPGA實現49-75
• 5.1 蟻群算法硬件的主要特點49
• 5.2 FPGA簡述49-52
• 5.2.1 FPGA的基本結構49-50
• 5.2.2 FPGA最小系統的設計50-52
• 5.3 基于改進蟻群算法的WSN路由優(yōu)化器的硬件系統設計52-55
• 5.4 改進蟻群算法各模塊在FPGA上的設計與實現55-70
• 5.4.1 控制模塊的設計55-57
• 5.4.2 存儲器模塊的設計57-58
• 5.4.3 隨機數模塊的設計58-59
• 5.4.4 下一步節(jié)點集查找模塊設計59-61
• 5.4.5 下一步節(jié)點選擇模塊設計61-63
• 5.4.6 狀態(tài)更新模塊的設計63-65
• 5.4.7 信息素更新模塊的設計65-68
• 5.4.8 最優(yōu)路徑選擇模塊設計68-70
• 5.5 結果分析70-73
• 5.6 本章小結73-75
• 6 總結與展望75-77
• 6.1 工作總結75
• 6.2 工作展望75-77
• 參考文獻77-81
• 致謝81-83
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果83

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 梁華為;陳萬明;李帥;梅濤;孟慶虎;;一種無線傳感器網絡蟻群優(yōu)化路由算法[J];傳感技術學報;2007年11期

2 鐘國安,靳東明;基于硬件實現的基因算法的研究[J];電子學報;2000年11期

3 王睿;梁彥;潘泉;;無線傳感器網絡的蟻群自組織算法[J];電子學報;2007年09期

4 趙麗萍;;基于蟻群優(yōu)化的無線傳感器網絡路由算法[J];傳感器與微系統;2014年04期

5 段海濱,王道波,于秀芬,朱家強;基于云模型理論的蟻群算法改進研究[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2005年01期

6 劉徐迅;曹陽;鄒學玉;張晉;;無線傳感器網絡多目標路由的改進蟻群算法[J];華中科技大學學報(自然科學版);2007年10期

7 崔莉,鞠海玲,苗勇,李天璞,劉巍,趙澤;無線傳感器網絡研究進展[J];計算機研究與發(fā)展;2005年01期

8 董軍,潘云鶴;路由選擇的多Agent系統模型[J];計算機學報;2000年02期

9 李士寧;滕文星;張琪;張保華;;無線傳感器網絡QoS路由研究進展[J];計算機應用研究;2008年05期

10 樊曉平,羅熊,易晟,張航;復雜環(huán)境下基于蟻群優(yōu)化算法的機器人路徑規(guī)劃[J];控制與決策;2004年02期

  本文關鍵詞：基于蟻群算法的無線傳感器網絡路由優(yōu)化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：392065