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无线传感器网络中路由协议对数据的转发具有决定性作用,其中分簇式的APTEEN协议具有很广泛的应用,但是APTEEN协议存在网络能耗过多、部分节点死亡过快、簇间和簇内能耗不均以及整个网络的有效覆盖率低的问题。针对这些问题,在对APTEEN协议深入研究的基础上,引入果蝇优化算法改进APTEEN协议,提高网络性能。为了解决由于簇头随机选取导致网络能耗过多,部分节点死亡过快的问题,本文基于能量和位置提出一种利用果蝇优化算法改进的APTEEN协议(EDNAPTEEN)。EDN-APTEEN协议是将果蝇优化算法与遗传算法相结合,并改进这两种算法的搜寻系数,利用果蝇优化算法精准的定位优势以及遗传算法优良的搜索能力,在APTEEN簇头选择中加入节点剩余能量、节点到基站的距离、节点到整个网络几何中心的距离、节点成簇时所能覆盖的成员数四个选择因子,对簇头选取进行优化,找到最优节点位置成簇,避免能量热区现象产生,提高网络性能。仿真结果表明,EDN-APTEEN协议降低了整体网络的能量消耗,避免了部分节点过早死亡,相较于APTEEN协议,EDN-APTEEN协议的网络生存周期提升了75%左右。为了提高网络覆盖率,均衡簇间以及簇内能耗,本文使用密度自适应算法和Dijkstra算法优化EDN-APTEEN协议得到GFC-APTEEN协议。GFC-APTEEN协议采用密度自适应算法,根据节点剩余能量、节点到簇内质心的距离、节点成簇时的簇内成员数三个因素,调整簇头选取,优化系统成簇,提高网络覆盖率。根据节点的位置和邻居节点数选择部分传输冗余信息过多的节点休眠。当节点入簇时,根据簇头的剩余能量、节点与簇头间的距离以及簇内成员数进行入簇选择,当数据从簇头传输到基站时,使用Dijkstra算法寻找多跳传输的最优路径。在数据传输能耗过高的情况下,加入簇头轮换机制平衡簇内能耗。仿真结果表明,GFC-APTEEN协议比EDN-APTEEN协议延长了40%的网络生存周期、10%的覆盖率,提高了网络的稳定性。