覃海生,何传波,吴文俊,耿茂奎,蒋忠夏

(广西大学计算机与电子信息学院,南宁530004)

基于细胞膜优化算法的WSN分簇协议研究

覃海生,何传波,吴文俊,耿茂奎,蒋忠夏

(广西大学计算机与电子信息学院,南宁530004)

针对无线传感器网络能量受约束的问题,为实现节点均衡能耗,平衡网络簇头分布,并最大限度地延长网络寿命,提出一种基于细胞膜优化算法的无线传感器网络能量均衡分簇协议。细胞膜优化算法具有良好的全局寻优和快速收敛能力,通过浓度与能量因素对节点进行划分,并结合距离因素完成全局均衡分簇,能够解决传感器网络中簇头分布不均匀、全局能耗不均衡等问题。实验结果表明,该协议具有对无线传感器网络进行快速全局均衡分簇的能力,且与LEACH算法和LEAH-C算法相比,在均衡节点能耗和延长网络生存周期等方面具有更好的性能。

无线传感器网络;均衡能耗;细胞膜优化算法;LEACH算法;LEACH-C算法

1 概述

无线传感器网络［1］(Wireless Sensor Network, WSN)通过传感器节点感知、收集各种信息,并对其进行分析处理,从而实现远程目标监控,是集信息采集、信息处理、信息传输于一体的综合智能信息系统。由于节点多部署于无人看守区域,而且网络节点的能量、计算能力与存储能力都十分有限,特别是能量的限制,决定了网络的寿命。利用分簇的层次路由［2］已经被证明在无线传感网络的扩展性、节点平衡能耗与网络整体寿命的延长等方面有很好的优势。

LEACH［3］(Low-energy Adaptive Clustering Hierarchy)算法是最早提出的应用于无线传感网络的层次路由算法。……