[发明专利]基于DV-hop的无线传感器网络的蚁群优化任播路由方法

摘要

本发明无线传感器网络任播路由技术领域，具体为基于DV‑hop的无线传感器网络的蚁群优化任播路由方法，解决了无线传感器网络中存在网络延迟、网络生存时间短、网络耗能不均匀的问题，本发明所述方法首先利用DV‑hop算法计算出P的具体位置，然后引入蚁群算法选择出P到就近sink节点间最优传输路径，最后P通过最优传输路径的距离并按一定的权重比例发送数据包，故能够降低网络延迟，减少发送时间；均衡节点能耗，减少网络耗能；提高网络整体生存时间。

主权项

1.基于DV-hop的无线传感器网络的蚁群优化任播路由方法，其特征在于，包括以下步骤：/nZ1：指定一个发送节点为P，4个sink节点均位于P的通信范围之外，其中s1、s2、s3、s4分别代表4个不同的sink节点，且s1、s2、s3、s4的坐标位置已知；设P到s1、s2、s3、s4的任一条路径上有k个节点，其中k个节点中包括P和一个sink节点；/nZ2：设定P在一个四边形ABCD中，s1、s2、s3、s4分别在四边形ABCD的四条边上；设s1坐标为s1(x_s1,y_s1)；s2坐标为s2(x_s2,y_s2)；s3坐标为s3(x_s3,y_s3)；s4坐标为s4(x_s4,y_s4)；/nZ3：根据步骤Z2可得，直线s1s2的方程为y-y_s2＝k₁(x-x_s2)，/n直线s2s3的方程为y-y_s3＝k₂(x-x_s3)，直线s3s4的方程为y-y_s4＝k₃(x-x_s4)，直线s4s1的方程为y-y_s1＝k₄(x-x_s1)，/nZ4：判断P位于哪个区域：通过DV-hop算法得到P点坐标为p(x_p,y_p)，将P点横坐标代入直线s1s2的方程中即x＝x_p，求得的y且标记为y₁；将P点横坐标代入直线s2s3的方程中即x＝x_p，求得的y且标记为y₂；将P点横坐标代入直线s3s4的方程中即x＝x_p，求得的y且标记为y₃；将P点横坐标代入直线s4s1的方程中即x＝x_p，求得的y且标记为y₄；/n①当y_p≥y₁时，则P位于Ⅱ区；/n②当y_p≤y₂时，则P位于Ⅲ区；/n③当y_p≤y₃时，则P位于Ⅳ区；/n④当y_p≥y₄时，则P位于Ⅴ区；/n⑤当y_p＜y₁，且y_p＞y₂，且y_p＞y₃，且y_p＜y₄时，则P位于Ⅰ区；/nZ5：通过蚁群算法来选取一条从P到s1、s2、s3、s4之间的最短路径即最优传输路径，所述蚁群算法的适应度函数为：/n /n由步骤Z1可知从P到s1、s2、s3或s4任一sink节点间的任一条路径上均包括k个节点，设P到s1、s2、s3或s4任一sink节点间均包括M条路径；每条路径均可得一个适应度函数值F_sjz，适应度函数值F_sjz表示P到s1、s2、s3或s4任一sink节点间的第z条路径的距离，其中1≤z≤M；Li为第z条路径上第i个节点和第i+1个节点间的距离，从P到s1、s2、s3或s4任一sink节点间均包括M个适应度函数值F_sjz，从P到s1、s2、s3或s4任一sink节点间的M个适应度函数值F_sjz中，选出P到s1的最小适应度函数值F_s1m即为P到s1的最优传输路径的距离、P到s2的最小适应度函数值F_s2m即为P到s2的最优传输路径的距离、P到s3的最小适应度函数值F_s3m即为P到s3的最优传输路径的距离、P到s4的最小适应度函数值F_s4m即为P到s4的最优传输路径的距离；/nZ6：设P发送的数据包大小为D，由步骤Z5可得，P向s1的最优传输路径的距离为F_s1m，P向s2的最优传输路径的距离为F_s2m，P向s3的最优传输路径的距离为F_s3m，P向s4的最优传输路径的距离为F_s4m，P通过最优传输路径发送数据包，则当P位于Ⅰ区时，P向s1发送的数据包大小为P向s2发送的数据包大小为P向s3发送的数据包大小为P向s4发送的数据包大小为当P位于Ⅱ区时，P向s1发送的数据包大小为P向s2发送数据包大小为当P位于Ⅲ区时，P向s2发送的数据包大小为P向s3发送的数据包大小为当P位于Ⅳ区时，P向s3发送的数据包大小为P向s4发送的数据包大小为当P位于Ⅴ区时P向s4发送的数据包大小为P向s1发送的数据包大小为/n