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《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:

第46卷

期数:

2018年05期

页码:

172-176

栏目:

农业工程与信息技术

出版日期:

2018-03-05

文章信息/Info

Title:

Balanced clustering for agricultural sensor networks based on adaptive firefly algorithm

作者:

袁旭华;  惠小静

延安大学数学与计算机科学学院，陕西延安 716000

Author(s):

Yuan Xuhua; et al

关键词:

农业无线传感器网络; 农业物联网; 分簇算法; 负载均衡; 萤火虫算法; 节能

Keywords:

-

分类号:

TP212.9；S126

DOI:

-

文献标志码:

A

摘要:

为了减少在非均匀分簇情形下容易出现网络负载不均衡、通信不可靠以及工作不稳定等问题，将群智能萤火虫算法与农业无线传感器网络分簇路由算法相结合，提出一种自适应萤火虫算法农业WSNs负载均衡分簇方法。该算法综合考虑负载均衡和能量消耗2个优化目标，搜索过程充分考虑了网络分簇的负载均衡性、簇内数据传输距离、跳数、时延和带宽等因素，最后选出合适的分簇数，完成源目的节点间的信息传输。仿真试验表明，提出的算法在感知范围内自适应地调整搜索步长，降低振荡现象，提高求解精度。与低功耗自适应集簇分簇型协议(LEACH，low energy adaptive clustering hierarchy)、ACO算法和PSO算法的分簇协议能耗相比，分别节省了32.5%、22.3%和 12.8%，有效延长了农业无线传感器网络寿命。

Abstract:

-

参考文献/References:

［1］Liu Y H，He Y，Li M，et al. Does wireless sensor network scale? a measurement study on GreenOrbs［J］. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems，2013，24(10)：1983-1993.
［2］袁志强. 基于ZigBee技术的温室大棚无线监控系统设计［J］. 江苏农业科学，2012，40(11)：396-397.
［3］Othman M F，Shazali K. Wireless sensor network applications：a study in environment monitoring system［J］. Procedia Engineering，2012，41：1204-1210.
［4］Suryadevara N K，Mukhopadhyay S C. Wireless sensor network based home monitoring system for wellness determination of elderly［J］. Sensors Journal，IEEE，2012，12(6)：1965-1972.
［5］Tyagi S，Kumar N. A systematic review on clustering and routing techniques based upon LEACH protocol for wireless sensor networks［J］. Journal of Network and Computer Applications，2013，36(2)：623-645.
［6］Yue Y，Li J Q，Fan H H，et al. Optimization-based artificial bee colony algorithm for data collection in Large-Scale Mobile wireless sensor networks［J］. Journal of Sensors，2016(4)：1-12.
［7］Liu X. A survey on clustering routing protocols in wireless sensor networks［J］. Sensors，2012，12(8)：11113-11153.
［8］Liao Y，Qi H，Li W Q. Load-balanced clustering algorithm with distributed self-organization for wireless sensor networks［J］. IEEE Sensors Journal，2013，13(5)：1498-1506.
［9］Javaid N，Qureshi T N，Khan A H，et al. EDDEEC：enhanced developed distributed energy-efficient clustering for heterogeneous wireless sensor networks［J］. Procedia Computer Science，2013，19：914-919.
［10］Bagci H，Yazici A. An energy aware fuzzy approach to unequal clustering in wireless sensor networks［J］. Applied Soft Computing，2013，13(4)：1741-1749.
［11］Nikolidakis S A，Kandris D，Vergados D D，et al. Energy efficient routing in wireless sensor networks through balanced clustering［J］. Algorithms，2013，6(1)：29-42.
［12］Karaboga D，Okdem S，Ozturk C. Cluster based wireless sensor network routing using artificial bee colony algorithm［J］. Wireless Networks，2012，18(7)：847-860.
［13］Zainal N，Zain A M，Radzi N H M，et al. Glowworm swarm optimization (GSO) algorithm for optimization problems：a state-of-the-art review［C］//Applied Mechanics and Materials，2013：507-511.
［14］Huang K，Zhou Y. Improved variation step adaptive GSO algorithm［J］. Computer Engineering，2012，38(4)：185-187.
［15］Marinaki M，Marinakis Y. A glowworm swarm optimization algorithm for the vehicle routing problem with stochastic demands［J］. Expert Systems With Applications，2016，46：145-163.
［16］Jayakumar D N，Venkatesh P. Glowworm swarm optimization algorithm with topsis for solving multiple objective environmental economic dispatch problem［J］. Applied Soft Computing，2014，23：375-386.
［17］黄成，张润，吴晓蓓，等. 三维空间下基于簇首优化机制的LEACH路由算法［J］. 南京理工大学学报(自然科学版)，2015，39(2)：241-245.
［18］缪聪聪，陈庆奎，曹剑炜，等. 基于蚁群的无线传感器网络能量均衡非均匀分簇路由算法［J］. 计算机应用，2013，33(12)：3410-3414.
［19］苏金树，郭文忠，余朝龙，等. 负载均衡感知的无线传感器网络容错分簇算法［J］. 计算机学报，2014，37(2)：445-456.

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[4]李灯华,李哲敏,许世卫,等.先进国家农业物联网的最新进展及对我国的启示[J].江苏农业科学,2016,44(10):1.
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[10]郑贵林,张天.基于iOS的农业信息采集系统的设计与实现[J].江苏农业科学,2018,46(22):242.
　Zheng Guilin,et al.Design and implementation of agricultural information acquisition system based on iOS[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2018,46(05):242.

备注/Memo

备注/Memo:

收稿日期：2016-10-26
基金项目：国家自然科学基金(编号：11471007)；延安大学科研青年项目(编号：YDQ2016-24)。
作者简介：袁旭华(1979—)，男，陕西宜川人，硕士，讲师，主要从事信息处理和物联网研究。E-mail：ydyxh@126.com。
通信作者：惠小静，博士，教授，主要从事不确定性推理等研究。E-mail：xhmxiaojing@163.com。

常用功能

更新日期/Last Update: 2018-03-05