一种基于模糊逻辑和粒子群优化的分簇路由方法

本发明涉及一种无线传感器网络分簇路由方法，特别是一种基于模糊逻辑和粒子群优化的分簇路由方法pfcre（a particle swarm optimization and fuzzy logic basedclustering and routing protocol to enhance lifetime for wireless sensornetworks）。

背景技术：

1、无线传感器网络(wsn)由大量微小、廉价的传感器节点组成，这些节点的处理、存储和能量资源有限，在大多数情况下被安排在恶劣或难以进入的环境中；因此，传感器节点的电源更换或充电通常是不可能的；因此，传感器节点的能量保存成为无线传感器网络面临的最大挑战；分簇路由已被证实是实现这一目的最有效的方法之。 低能量自适应聚类层次(leach)是最早的分簇和路由协议，其中簇头chs的选择是通过基于概率的方案实现的,非ch节点作为成员cm找到最近的chs组成簇；每个cm根据tdma调度将感知到的数据发送到其ch, ch将聚合的数据直接转发给基站bs。此外，利用智能优化算法，如灰狼优化算法、混沌遗传算法、非洲秃鹫优化、蚱蜢优化算法也可以形成集群将数据传输到bs。毫无疑问，所有这些方法都可以在一定程度上提高网络性能，延长网络寿命；然而，对热点问题的关注却很少。

技术实现思路

1、本发明一种基于模糊逻辑和粒子群优化的分簇路由方法采用一种轻量级的粒子群算法，同时确定簇数、选择ch和cm加入簇，从而形成节能簇以提高网络的能效、缓解热点问题和延长网络寿命。

2、本发明一种基于模糊逻辑和粒子群优化的分簇路由方法利用模糊推理系统寻找chs的节能路由路径，其规则由粒子群优化算法pso调整，该算法具有考虑能效和负载平衡的适应度函数。

3、本发明一种基于模糊逻辑和粒子群优化的分簇路由方法采用自适应机制来维护集群和路由，而不是周期性，以减少本地和全局的计算和消息开销。

技术特征：

1.一种基于模糊逻辑和粒子群优化的分簇路由方法pfcre，其特征在于：采用一种轻量级的粒子群算法，同时确定簇数、选择ch和cm加入簇，从而形成节能簇以提高网络的能效、缓解热点问题和延长网络寿命；利用模糊推理系统寻找chs的节能路由路径，其规则由粒子群优化算法pso调整；采用自适应机制来维护集群和路由，而不是周期性，以减少本地和全局的计算和消息开销；具体如下：

技术总结
本发明涉及一种基于模糊逻辑和粒子群优化的分簇路由方法PFCRE，以提高网络的能量效率，减少能量空洞，延长网络寿命；该发明采用改进的粒子群优化算法，考虑能量最小和平衡来形成簇；采用模糊推理系统，考虑剩余能量、到基站的距离、被选为中继的次数这三个有效参数，使能量消耗最小化，实现网络负载均衡；特别地，模糊推理系统的规则采用另一个粒子群优化算法进行调整；此外，采用自适应维护机制代替周期性分簇来组织集群，进一步减少了计算和消息开销。

技术研发人员：胡黄水,范新纪,王婷婷,邓育欢
受保护的技术使用者：长春工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15