计算机工程

作者：缪祎晟, 赵春江, 吴华瑞

单位：1. 北京工业大学 信息学部, 北京 100124;2. 国家农业信息化工程技术研究中心, 北京 100097;3. 农业农村部农业信息技术重点实验室, 北京 100097

关键词：农田无线传感器网络,路由算法,路径动态选择,粒子群算法,能耗优化

基金：国家自然科学基金“精准农业宽幅网络高通量组织与非劣分层优化关键技术研究”（61871041）；北京市农林科学院青年基金项目“基于多特征融合的设施蔬菜物联网认知计算方法”（QNJJ202030）；江苏大学农业装备学部项目“稻麦全域大数据识别技术及智能化装备研发”（4111680005）。

农田无线传感器网络（WSN）应用环境复杂，影响网络传输的因素包括环境变化、作物生长等。路由协议作为网络数据采集过程中的重要环节，其能耗优化是近年来农田WSN领域的研究热点。传统的能耗优化路由算法多数只针对静态网络环境，难以适用于动态变化的农田监测场景。为此，提出一种基于改进粒子群（PSO）的路由优化算法RD-PSO。将不同的路由传输路径抽象为粒子，根据农田网络能耗、剩余能量、网络传输跳数、链路质量等关键因子构建适应度函数，以提高路径寻优的环境适应性。同时，针对PSO路由随机初始化时迭代效率低的问题，采用反向探测方法确定网络节点的初始化拓扑位置，缩短初始位置与最优解的距离，从而提高算法的收敛速度。实验结果表明，相较ELMR、EEABR和MR-PSO路由算法，RD-PSO算法具有更快的收敛速度，在网络生命周期、能耗均衡效果以及平均传输跳数等方面性能较优，其能提高路由算法在农田动态场景中的适配性。

来源：2022年第10期

《计算机工程》期刊编辑部

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