【摘 要】
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无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)一般是指由传感器节点组成的多跳自组织网络,节点彼此之间以无线通信的方式交流。节点的特点是体积小、功耗低。目前已经广泛的
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无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)一般是指由传感器节点组成的多跳自组织网络,节点彼此之间以无线通信的方式交流。节点的特点是体积小、功耗低。目前已经广泛的应用在军事、智能交通、医疗卫生和环境监测等领域。传感器节点本身的能量有限和通信能力弱是WSN路由算法研究的核心内容。WSN路由算法是指传感器节点根据需要把数据分组的从源节点转发到目的节点。本文首先介绍了WSN的结构、特征和协议栈模型,并对WSN的几种路由算法进行了对比分析,提出了以蚁群算法为数学模型的路由问题解决方法。针对基本蚁群算法收敛时间长且容易陷入局部最优解的问题,本文从信息素更新策略,能耗策略和转移概率策略三个方面进行了改进,并在MATLAB中对改进的算法进行仿真分析。仿真结果表明改进的蚁群算法能有效的寻找到最优路径,并且收敛速度较快,节点的能耗也较低。在软件仿真的基础上,本文以现场可编辑门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)为控制核心设计出一种基于改进蚁群算法的硬件实现。各个功能模块设计完成后,对整个系统进行了功能仿真。结果表明基于FPGA的改进蚁群算法运行速度更快,工程实践意义明显。
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