為了克服傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法頻繁使用單一路徑而導(dǎo)致的能量受限問題,提出一種能量與路徑約束的無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化算法。綜合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡性與能源有效性兩個(gè)因素,引入飛行可行域的概念以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效傳輸,并添加能量因子與距離因子,進(jìn)一步保證各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間具有均勻合理的能量分布,從而滿足無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗、高能效的功能需求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所提算法能夠有效地提高網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡,避免部分節(jié)點(diǎn)能量過早枯竭造成的網(wǎng)絡(luò)分割現(xiàn)象,可增加網(wǎng)絡(luò)的壽命長度。

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圖1果蠅飛行可行域示意圖

在無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，源節(jié)點(diǎn)及匯聚節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)和位置信息在大多數(shù)情況下往往需要預(yù)先指出。目前無線傳感網(wǎng)絡(luò)中通常根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)來選擇下一跳節(jié)點(diǎn)：(1)基于最大節(jié)點(diǎn)剩余能量的選擇法；(2)最鄰近選擇法；(3)最接近目的節(jié)點(diǎn)選擇法。然而，這3種路由方法在網(wǎng)絡(luò)部署節(jié)點(diǎn)稀疏且有路由空洞的情況下....

圖2節(jié)點(diǎn)數(shù)與平均跳數(shù)對(duì)比圖

實(shí)驗(yàn)中傳輸時(shí)延根據(jù)每一輪從源節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)傳送數(shù)據(jù)時(shí)所經(jīng)過的跳數(shù)來反映。鑒于節(jié)點(diǎn)具有較小的通信半徑，在極短的時(shí)間內(nèi)即可完成數(shù)據(jù)傳輸，每一跳所需時(shí)間幾乎相等，因此，可只考慮每輪跳數(shù)對(duì)傳輸時(shí)延的影響。兩者呈正比關(guān)系，跳數(shù)過大則會(huì)導(dǎo)致過高的傳輸時(shí)延。這里，平均時(shí)延=目標(biāo)節(jié)點(diǎn)收到所有數(shù)據(jù)....

圖3節(jié)點(diǎn)數(shù)與平均時(shí)延關(guān)系圖

圖2節(jié)點(diǎn)數(shù)與平均跳數(shù)對(duì)比圖與傳統(tǒng)的地理路由算法（GPSR）、能量路由算法（GEAR）和基于距離與角度優(yōu)化算法（GPSR-AN）相比，提出的DLW-FOA算法在生存時(shí)間方面得到了很大程度的提升，大幅度地延遲了節(jié)點(diǎn)死亡的時(shí)間。這主要是因?yàn)镈LW-FOA算法中添加了節(jié)點(diǎn)剩余能量因子，....

圖4節(jié)點(diǎn)總耗能對(duì)比圖（節(jié)點(diǎn)規(guī)模1000)

其中，將各節(jié)點(diǎn)剩余能量表示為ei，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)平均能量值表示為Ee,N為節(jié)點(diǎn)總數(shù)。圖5節(jié)點(diǎn)剩余能量均差圖（節(jié)點(diǎn)規(guī)模1000)

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