基于蚁群优化解决传感器网络中的能量洞问题

作     者：宋超 刘明 龚海刚 陈贵海 王晓敏 SONG Chao;LIU Ming;GONG Hai-Gang;CHEN Gui-Hai;WANG Xiao-Min

作者机构：电子科技大学计算机科学与工程学院四川成都610054 计算机软件与新技术国家重点实验室(南京大学)江苏南京210093 

出 版 物：《软件学报》 (Journal of Software)

年 卷 期：2009年第20卷第10期

页      面：2729-2743页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金Nos.60703114 60673154 国家重点基础研究发展计划(973)No.2006CB303000 国家高技术研究发展计划(863)No.2007AA01Z443 电子科技大学校青年基金Nos.L08010601Jx0746 L08010601Jx0747 

主　　题：无线传感器网络 能量洞问题 网络寿命 多目标优化 NP难 蚁群优化 

摘      要：基于多跳的无线传感器网络,越靠近sink的传感器节点因需要转发更多的数据,其能量消耗就越快,从而在sink周围形成了一种称为能量洞的现象.能量洞问题会导致整个网络由于内部节点能量过早耗尽而结束寿命,同时,网络中离sink较远的节点仍有大量能量剩余.研究能量洞现象,基于改进的分级环模型,总结出调节各环内节点的数据传输距离是实现网络节能的有效方法.证明搜索各区域最优的传输距离是一个多目标优化问题,即是NP难问题.从而提出一种基于蚁群优化的分布式算法,各区域根据其节点分布情况自适应地探索近似最优的传输距离,延长网络寿命.模拟实验结果表明,该算法在较短的时间内能够收敛到合理的解,并且得到的网络寿命接近于理想情况下的最优时间,与现有的类似算法相比,该算法提供了更长的网络寿命,并能适用于非均匀节点分布情况.