● 摘要
随着当代信息科技的不断发展，无线传感器网络在人们的日常生活中越来越受到重视，其应用范围现已涉及军事、医疗、环境等诸多领域。无线传感器网络的三大主要功能包括数据采集，数据处理以及数据传输，它是由众多静止的传感器节点以自行组织和多跳的方式构成的网络。其核心技术是如何选取一条合理并且高效的通信路由，这也是决定网络整体性能的重要依据。近年来，低功耗自适应集簇分层型协议、能量有效的阈值敏感路由协议、定向扩散协议、洪泛法，以及以数据为中心的自适应通信路由协议等传统的路由协议往往无法满足无线传感器网络的实际需求，因此文章提出了基于改进后的蚁群算法的无线传感器网络路由协议。本文的核心工作如下：
1、文章介绍了基本蚁群算法的原理和适用范围，总结出了基本蚁群算法在求解最优路径问题时，虽然具有很强的发现较优解的能力，但是存在容易陷入局部最优解和收敛时间过长等问题。考虑到基本蚁群算法在无线传感器网络路由上应用的不足，文章提出了一种改进后的蚁群算法，并将其应用到传感器网络路由中。该算法不仅在状态转移概率公式中引入罚函数以及动态权重因子，而且采用局部信息素更新和全局信息素更新结合的方式更新路径信息，可以更加高效、全面地进行寻优。防止基本蚁群算法较早的陷入局部最优解。
2、该算法模型充分考虑到传感器节点与节点间的传输距离，并且充分考虑传感器节点的剩余能量，提出了一种智能、动态、扩充性良好的路由选择传输方式来获取有效且节能的通信路由。
最后通过仿真实验，得到了基本蚁群算法以及焦斌等人改进后的蚁群算法和本文改进后的蚁群算法在传感器节点剩余能量和传输数据包时网络延迟的不同曲线，验证了本文改进后的蚁群算法在无线传感器网络路由选择上的高效性，实验结果表明本文改进后的蚁群算法能有效的降低传感器网络中节点与节点之间的传输能耗，最大程度上延长了整个网络的生存周期。该算法具有很强的扩展性，因此特别适合大规模的网络结构。