به منظور به حداکثر رساندن عملکرد شبکه شبکه های حسگر ناهمگن و کنترل موثر هزینه شبکه ، الگوریتم مسیریابی خوشه ای مبتنی بر الگوریتم بسته گرگ (CLWPA) برای شبکه های حسگر بی سیم ناهمگن ارائه شده است. در مرحله اول ، استقرار بهینه گره های ناهمگن به یک مسئله برنامه نویسی عدد صحیح مختلط تبدیل می شود. راه حل تقریبی مطلوب مسئله از طریق الگوریتم بسته گرگ (WPA) حاصل می شود که با عملکرد لجستیک و پرواز بار بهبود یافته است ، سپس یک الگوریتم مسیریابی ناهمگن شبکه براساس الگوریتم بهبود یافته بسته گرگ (LWPA) ارائه شده است. ثانیا ، به منظور حل مشکل مسیر ثابت در الگوریتم مسیریابی LWPA ، مفهوم درجه لبه برای بهبود الگوریتم DEEC معرفی شده است. الگوریتم بهبود یافته DEEC (IDEEC) برای خوشه بندی پویا گره های مشترک در شبکه های ناهمگن مورد استفاده قرار می گیرد و حالت انتقال داده ها پس از تنظیم حالت خوشه ای انجام می شود. سرانجام ، از طریق تجزیه و تحلیل شبیه سازی ، در مقایسه با سه الگوریتم مسیریابی ناهمگن شبکه ، الگوریتم CLWPA به طور موثری دوره پایدار شبکه و طول عمر را طولانی تر می کند و مصرف انرژی متعادل تر است.

1. مقدمه

شبکه حسگر بی سیم (WSN) یک لینک مهم در پروژه اینترنت اشیاء برای انجام سنجش هوشمند است. این مناطق در زمان واقعی از طریق گره های سنسور مناطق تعیین شده را رصد می کند و داده های به دست آمده را برای غرق گره ها به روشی چند هاپ بی سیم ارسال می کند. این برنامه کاربردی بسیار گسترده ای در زمینه های دفاع ملی ، نظارت بر محیط زیست ، هشدار زودهنگام در مورد بلایای طبیعی و غیره دارد [1،2]. در بین آنها ، الگوریتم مسیریابی ، به عنوان یکی از فن آوری های اصلی WSN ، عمدتاً برای یافتن مسیر بهینه از گره سنسور تا غرق گره و به دقت پیش بینی داده های نظارت در طول مسیر مشخص استفاده می شود ، تا بتواند مصرف انرژی شبکه را کاهش داده و عمر آن را طولانی تر کند. . با توجه به محدودیت منابع شبکه بی سیم حسگر ، کاملاً متفاوت از شبکه سیم کشی سنتی است و بسیاری از فن آوری های مسیریابی سیم کشی سنتی برای آن مناسب نیستند. بنابراین ، ارزش تحقیق علمی بالاتری برای مطالعه الگوریتم مسیریابی مناسب و مؤثر WSN با توجه به ویژگی های خاص خود دارد [3،4]. اهداف طراحی الگوریتم های مسیریابی در شبکه های حسگر بی سیم ، عمدتاً شامل یافتن انتقال داده با کارآیی انرژی می باشد. نویسنده مسئول. آدرس پست الکترونیکی: 616176246@qq.com (Y.U. Hao). مسیرها ، به حداکثر رساندن طول عمر شبکه ، بهبود استحکام و قابلیت اطمینان در مسیریابی ، پشتیبانی از تلفیق داده ها و انتقال داده ها و غیره. علاوه بر این ، با توجه به محیط های مختلف نظارت و شرایط برنامه ، نیاز به برخی دیگر از موارد مورد نیاز است.

توجه؛ (این ترجمه توسط نرم افزار انجام شده و ویرایش نشده است و احتمال وجود اشتباه در آن وجود دارد. در صورت ثبت سفارش، ترجمه توسط مترجمین مجرب انجام خواهد شد. برای مشاهده نمونه ترجمه های تخصصی و اخیر مترجمین جهت اطمینان از کیفیت ترجمه، اینجا کلیک نمایید.)

Abstract

In order to maximize the network performance of heterogeneous sensor networks and effectively control the network cost, a clustering routing algorithm based on wolf pack algorithm (CLWPA) for heterogeneous wireless sensor networks is proposed. Firstly, the optimal deployment of heterogeneous nodes is transformed into a mixed integer programming problem. The approximate optimal solution of the problem is obtained by through the wolf pack algorithm (WPA) which improved by logistic function and levy flight, then a heterogeneous network routing algorithm based on the improved wolf pack algorithm (LWPA) is proposed. Secondly, in order to solve the problem of fixed path in LWPA routing algorithm, the concept of edge degree is introduced to improve DEEC algorithm. The improved DEEC algorithm (IDEEC) is used to dynamically cluster common nodes in heterogeneous networks, and the data transmission mode is carried out after the clustering mode set. Finally, through simulation analysis, compared with other three heterogeneous network routing algorithms, CLWPA algorithm effectively prolongs the network’s stable period and lifetime, and the energy consumption is more balanced.

1.Introduction

Wireless Sensor Network (WSN) is a vital link in the Internet of Things project to undertake intelligent sensing. It monitors designated areas in real time through sensor nodes and sends the acquired data to sink nodes in a wireless multi-hop manner. It has a very wide application prospect in the fields of national defense security, environmental monitoring, disaster early warning and so on [1,2]. Among them, routing algorithm, as one of the core technologies of WSN, is mainly used to find the optimal path from sensor node to sink node and accurately forward monitoring data along the specified path, so as to reduce network energy consumption and prolong the lifetime. Due to the limitation of wireless sensor network resources, it is quite different from the traditional wired network, and many traditional wired routing technologies are not suitable for it. Therefore, it has higher scientific research value to study reasonable and effective WSN routing algorithm according to its own characteristics [3,4]. The design goals of routing algorithms in wireless sensor networks mainly include finding energy-efficient data transmission ∗ Corresponding author. E-mail address: 616176246@qq.com (Y.U. Hao). paths, maximizing the lifetime of the network, improving the robustness and reliability of routing, supporting data fusion and data forwarding, etc. In addition, according to different monitoring environments and application conditions, some other requirements are needed, s