基于退火遗传算法的无线传感器网络路由优化研究 - 郑州轻工业学院.PDF

第２７卷　第６期 郑 州 轻 工 业 学 院学 报 （自然 科 学版 ） Ｖｏｌ．２７　Ｎｏ．６ ２０１２年１２月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＺＨＥＮＧＺＨＯＵＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＬＩＧＨＴＩＮＤＵＳＴＲＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ｄｅｃ．２０１２ 文章编号：２０９５－４７６Ｘ（２０１２）０６－００９３－０４ 基于退火遗传算法的 无线传感器网络路由优化研究 １ ２ ２ ３ 梁衡 ，　刘新新 ，　郑远攀 ，　徐二锋 （１．许昌学院 计算机与科学技术学院，河南 许昌４６１０００； ２．郑州轻工业学院 计算机与通信工程学院，河南 郑州 ４５０００１； ３．弘润华夏大酒店，河南 郑州 ４５０００２） 摘要：针对无线传感器中节点能量有限且网络拓扑结构不稳定的问题，提出了一种基于退火遗传算 法寻求无线传感器网络最优路径的方法．该方法采用变长路径编码方式，综合考虑节点间通信消耗、 通信距离和路径最短等因素，同时选择相应的退火遗传操作算子，通过优化选取种群、计算适应度函 数、合理交叉、有效变异和降温退火操作，达到无线传感器网络最优路径的目标．仿真结果表明，基于 退火遗传算法的无线传感器网络路由协议能够有效减少节点能耗，延长网络生存周期． 关键词：退火遗传算法；无线传感器网络；路由协议 中图分类号：ＴＰ３９３　　文献标志码：Ａ　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－４７６Ｘ．２０１２．０６．０２５ Ｓｔｕｄｙｏｎｒｏｕｔｉｎｇｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓｂａｓｅｄｏｎ ａｎｎｅａｌｉｎｇｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ １ ２ ２ ３ ＬＩＡＮＧＨｅｎｇ，　ＬＩＵＸｉｎｘｉｎ，　ＺＨＥＮＧＹｕａｎｐａｎ，　ＸＵＥｒｆｅｎｇ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＸｕｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｕｃｈａｎｇ４６１０００，Ｃｈｉｎａ； ２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００１，Ｃｈｉｎａ； ３．ＨｏｎｇＥｍｂｅｌｌｉｓｈｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＨｏｔｅｌ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓｌｉｍｉｔｅｄｎｏｄｅｓｅｎｅｒｇｙａｎｄｕｎｓｔａｂｌｅｎｅｔｗｏｒｋｔｏ ｐｏｌｏｇｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｍｅｔｈｏｄｏｆｓｅａｒｃｈｉｎｇｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｏｐｔｉｍａｌｐａｔｈｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｂａｓｅｄｏｎａｎ ｎｅａｌｉｎｇｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｗｈｉｃｈａｄｏｐｔｓｖａｒｉａｂｌｅｌｅｎｇｔｈｅｎｃｏｄｉｎｇｍｏｄｅ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｓｔｈｅｉｎｔｅｒｎｏｄｅｃｏｍｍｕｎｉ ｃａｔｉｏｎｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄｔｈｅｓｈｏｒｔｅｓｔｐａｔｈａｎｄｏｔｈｅｒｆａｃｔｏｒｓ，ａｎｄｓｅｌｅｃｔｓｔｈｅａｐｐｒｏ ｐｒｉａｔｅａｎｎｅａｌｉｎｇｇｅｎｅｔｉｃｏｐｅｒａｔｏｒｓ，ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｓｔｏｃｋｓ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｉｔｎｅｓｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ａｒｅａｓｏｎａｂｌｅｃｒｏｓｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｖａｒｉａｔｉｏｎａｎｄｃｏｏｌｉｎｇａｎｎｅａｌｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓｏｆ ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｐａｔｈｏｆｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋ．Ｓｉｍｕｌａ