15、无线传感器网络中的萤火虫算法：EECFF 协议解析

无线传感器网络中的萤火虫算法：EECFF 协议解析

1. 萤火虫算法概述

萤火虫是一种在夜间发光的昆虫，这种自然现象有助于它们吸引其他萤火虫进行交配和捕食。基于萤火虫的这种生物行为，有人提出了一种元启发式优化技术——萤火虫算法（FA）。该算法基于以下三条基本规则：
1. 萤火虫通过发光来吸引其他萤火虫，它们有时也会利用这种吸引力来捕食其他萤火虫和昆虫。
2. 吸引力的程度取决于光的强度，萤火虫会被最亮的萤火虫吸引。
3. 光的强度被表示为要解决特定问题的目标函数。

2. 适应度函数的制定

在基于簇的路由协议中，簇头（CH）选举是一个关键阶段，它决定了网络的命运。高效的 CH 可以延长网络寿命，而糟糕的选择则会使网络性能下降。因此，选举高效的 CH 是实现能源效率的关键。为了确定一个节点是否足够高效以被选为 CH，需要考虑四个重要参数：
- 节点密度（ND） ：节点 i 的节点密度定义为其邻居节点的数量。CH 应位于网络中人口密集的区域，以实现更好的网络覆盖。节点密度的计算公式为：$ND(i) = nbr(i)$，其中 $nbr(i)$ 是节点 i 的邻居节点集合。
- 簇公平性（C f） ：CH 节点在簇内的位置很重要，理想情况下，CH 应相对靠近其所有簇成员，以减少簇内能耗。簇公平性用于衡量形成的簇的紧凑性，计算公式为：$C f(i) = \sum_{y \in nbr(i)} dist(x, y) / ND(i)$，其中 $dist(x, y)$ 是源节点 x 与其邻居节点 y 之间的欧几里得距离，计算公式为：$dist(x, y) = \sqrt