基于人工电场优化的软件定义物联网路由算法

赵 芳，贺 怡

(新乡学院 计算机与信息工程学院，河南 新乡 453000)

0 引 言

5G时代的到来再次推动了物联网的发展，当前的物联网通常为异构的大规模网络拓扑结构，包含大量的终端设备和基础设施[1]，为用户提供了透明的通信环境。物联网技术在监控领域具有巨大的应用价值，如智慧城市、医疗监管、农业自动化控制等[2]。随着终端设备愈发地多样和复杂，物联网包含了大量不同类型的设备，这为物联网的管理带来了挑战。软件定义网络[3]将数据平面与控制平面解耦合，具有高度的开放性和可编程性，为大规模异构物联网的管理提供了解决方案[4]。当前的物联网协议和传感器网络协议均假设节点具有相似的计算能力和通信能力，难以适用于当前的物联网智能监控系统，例如在智慧城市的应用场景下，智能手机和一些传感器之间的性能差异极大，如果选择通信能力不足的节点作为中继节点，则会导致数据传输失败，因此可靠性是软件定义物联网的一个关键指标，直接决定了物联网监控系统的性能[5]。

在主流的软件定义物联网研究[7-10]中，大多将物联网的所有设备考虑为性能接近的节点，不符合目前许多的实际应用场景。人工电场优化算法(artificial electric field algorithm，AEFA)[11]的收敛速度快、参数少且易于实现，并且具有较强的全局搜索能力和局部开发能力，在连续优化问题上具有良好的性能。为了提高物联网路由的可靠性，基于人工电场优化算法提出了软件定义物联网的可靠路由算法。……