人工蜂群算法改进pdf（网络首发基于粒子群与模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法）

人工蜂群算法改进pdf（网络首发基于粒子群与模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法）http://kns.cnki.net/kcms/detail/10.1681.S.20201027.1132.002.html.孙浩然 孙琳 毕春光 于合龙.基于粒子群与模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法[J/OL].智慧农业(中英文):1-10[2020-10-28].关键词：大规模农田；粒子群优化；模拟退火；无线传感器网络；路由优化；混合型网络结构；数据传输链路；物联网点击直达知网阅读引用格式：

基于粒子群与模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法

孙浩然1，孙 琳1，毕春光1，2，于合龙1，2*

（1. 吉林农业大学 信息技术学院，吉林长春130118；2. 吉林农业大学 智慧农业研究院，吉林长春130118）

摘 要：农业无线传感器网络对农田土壤、环境和作物生长的多源异构信息的获取起关键作用。针对传感器在农田中非均匀分布且受到能量制约等问题，本研究提出了一种基于粒子群和模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法（PSMR）。首先，通过节点剩余能量和节点度加权选择簇首，采用成簇结构实现异构网络高效动态组网。然后通过簇首间多跳数据结构解决簇首远距离传输能耗过高问题，利用粒子群与模拟退火协同优化方法提高算法收敛速度，实现sink节点加速采集簇首中的聚合数据。对算法的仿真试验结果表明，PSMR算法与基于能量有效负载均衡的多路径路由策略方法（EMR）相比，无线传感器网络生命周期提升了57%；与贪婪外围无状态路由算法 （GPSR-A）相比，在相同的网络生命周期内，第 1个死亡传感器节点推迟了两轮，剩余能量标准差减少了0.04 J，具有良好的网络能耗均衡性。本研究提出的PSMR算法通过簇首间多跳降低远端簇首额外能耗，提高了不同距离簇首的能耗均衡性能，为实现大规模农田复杂环境的长时间、高效、稳定地数据采集监测提供了技术基础，可提高农业物联网的资源利用效率。

关键词：大规模农田；粒子群优化；模拟退火；无线传感器网络；路由优化；混合型网络结构；数据传输链路；物联网

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孙浩然 孙琳 毕春光 于合龙.基于粒子群与模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法[J/OL].智慧农业(中英文):1-10[2020-10-28].

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图1 网络拓扑结构示意图

Fig. 1 Schematic diagram of network topology

图2 网络数据转发树

Fig. 2 Forwarding tree of network data

图3 PSMR算法优化流程图

Fig. 3 PSMR algorithm optimization flow chart

图4 PSMR和PSO、SA网络生命周期对比图

Fig. 4 Network life cycle comparison chart of PSMR，PSO and SA

图5 PSMR和EMR、GPSR-A网络生命周期对比图

Fig. 5 Network life cycle comparison chart of PSMR，EMR and GPSR-A

图6 网络剩余能量标准差对比图

Fig. 6 Standard deviation of network residual energy comparison chart

图7 每轮网络能量消耗对比图

Fig. 7 Network energy consumption per round comparison char

通讯作者简介

于合龙 教授

于合龙，男，教授，博士生导师。现任吉林农业大学信息技术学院院长，吉林农业大学智慧农业研究院常务院长。吉林省计算机教学指导委员会委员，省级优势特色学科（计算机科学与技术）带头人，吉林省一流专业（计算机科学与技术）负责人，吉林省卓越工程师计划试点专业（物联网工程）负责人，省级优秀课（计算机网络）负责人，长春市民盟高教工作委员会副主任。吉林省精准农业与大数据工程研究中心负责人，吉林省计算机学会理事，CCF长春副主席，吉林省“12316”新农村热线专家。

长期致力于知识工程、智慧农业、农业物联网、农业信息化的研究工作。主持国家自然科学基金等各级各类项目20余项，发表SCI、EI等各级各类论文70余篇，出版著作5部，获得省部级科技进步一、二等奖5项。

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《智慧农业（中英文）》

《智慧农业（中英文）》（季刊）是由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院农业信息研究所主办，《智慧农业（中英文）》编辑委员会学术指导，《智慧农业（中英文）》编辑部编辑出版的国内外公开发行的农业科学类学术期刊。期刊聚焦农业信息技术发展前沿与热点，刊载和传播国内外最新研究成果，通过搭建高水平学术交流平台，引领学术研究方向，服务行业科学决策，培养高水平创新人才，促进学科发展。