基于蚁群算法的能耗均衡的安全路由*

谢英辉，彭维捷，陶志勇

(1.长沙民政职业技术学院 软件学院，湖南 长沙 410004；2.长沙商贸旅游学院，湖南 长沙 410004)

作为一种新兴的信息采集技术，无线传感网络(Wireless Sensor Networks，WSNs)具有组织、部署便捷等优势[1－2]。目前，WSNs已在多个领域内广泛使用，如健康医疗，野外环境监测。WSNs内节点感测环境数据，再将数据传输至汇聚节点，进而监测环境。

不失一般性，多数WSNs内节点的能量和通信能力有限，这阻止了大型网络内节点与汇聚节点直接通信。因此，多数节点需通过多跳方式才能将数据传输汇聚节点。在这种场景下，如何建立能耗低的路由成为WSNs一项挑战工作。

尽管降低节点能耗是WSNs的一项重要工作，但是数据传输率以及安全问题也不容忽视。文献[3－5]讨论了如何降低WSNs的能耗问题。例如，文献[5]提出基于总能量成本的分布式能耗均衡路由(Distributed Energy Balanced Routing，DEBR)。DEBR路由依据从源节点至汇聚节点的总能量成本决策路由。除了能耗和数据传输率问题外，安全也是WSNs不容忽视的问题。然而，现存的多数研究工作只单独地考虑三个问题中某一个问题，或者两个，它们并没有同时考虑这三个问题。

此外，由于生物智能算法在解决复杂系统问题的优势，其被广泛应用于WSNs领域，其中蚁群算法得到较广泛的应用。例如，文献[6]针对信息中心网络，提出基于是蚁群的路由算法。通过相邻节点间的数据相似性、兴趣蚂蚁队列长度等因素，计算转发概率模型，并利用轮盘赌模型选择兴趣蚂蚁转发接口；文献[7]将量子蚁群算法引入簇间路由，充分利用蚁群算法在全局寻优和收敛速度的方面的优势，搜索最短路径。……