基于改进型头脑风暴算法的RFID网络规划

来源 :广西大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:genius0728
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)是实现物联网的关键技术,RFID技术应用范围广泛,如车辆管理、生产管理、人员管理、食品安全等领域。RFID网络规划(RNP)是RFID研究领域最具有挑战的难题之一,RNP是一个典型的多目标优化问题,为了让RFID系统有效覆盖标签,应找到规定区域内阅读器的总数以及它们应该放置的最佳位置。本文为解决RFID网络规划问题,将改进的群智能优化算法应用到RFID网络规划中,目标是调整部署阅读器的数量和位置,使阅读器的覆盖范围更大、阅读器之间的干扰更小、负载均衡更合理、经济成本更低、功率损耗更小,本文主要的研究成果和创新如下:1.本文提出了一种改进型头脑风暴优化算法(GABSO),并基于此方法建立了一个静态优化模型来优化阅读器位置。改进算法解生成操作进行改进,在原始的BSO算法中引入了学习算子以及黄金正弦算子,与原始算法相比,改进的算法在勘探与开发之间达到了平衡,能有效避免算法陷入局部最优。在相同的仿真实验环境下,将GABSO算法与其他群智能优化算法进行比较,首先在基准测试函数上验证了改进型头脑风暴优化算法的优越性能,其次将算法应用在两个RNP实例场景下,考虑了标签覆盖率,阅读器干扰,经济效益以及负载均衡四个指标,实验结果表明GABSO在标签覆盖率上比多群体粒子群优化算法(MCPSO)提高了4.53%,比布谷鸟算法(CS)提高9.62%,比头脑风暴算法(BSO)提高7.70%。这一实验结果验证了GABSO算法在处理RFID网络规划问题上具有有效性。2.静态RFID模型存在阅读器辐射功率不可变的缺点,并且加权和方式难以确定权重系数,本文针对此问题设计了一种多目标动态优化模型,提出了一种基于分解的改进型多目标头脑风暴优化算法(IMOBSO):采用了一种自适应选择概率,避免预设选择概率,并对解的更新方式进行重新设计,利用分解的方式将RNP的多目标问题转变为多个子问题,提升了搜索效率。在相同的仿真实验场景下,通过测试函数验证了IMOBSO算法在处理复杂多目标优化问题上的有效性,并将算法应用在六个RNP实例场景,考虑了标签覆盖率、阅读器干扰水平、部署的阅读器数量以及功率损耗四个指标。实验结果显示IMOBSO算法在标签覆盖率上比多目标粒子群优化算法(MOPSO)提高了8.10%,多目标萤火虫算法(MOFA)提高5.21%,比多目标头脑风暴算法(MOBSO)提高6.32%。实验结果表明IMOBSO算法可成功应用在RFID动态网络规划中,可以更好地优化RFID网络的主要目标。
其他文献
近年来,深度学习在植物病害识别方面取得了一定的成果,然而这些方法普遍存在模型体积大、计算开销复杂等问题,难以在识别中获得广泛的应用,尤其是利用无人机、Io T设备等计算资源稀缺设备进行植物疾病检测任务时,上述问题更加突出。因此,本文研究植物疾病识别和模型精简中的关键问题,提出了一种基于知识蒸馏的结构化模型压缩方法,旨在保证模型准确性的前提下进一步降低卷积神经网络的参数量和模型体积,使模型同时具备较
学位
微波光子链路是微波光子学研究的主干,微波光子传输链路继承了微波光子技术的主要特点。其充分的利用了微波光子技术高频宽带、抗电磁干扰、低传输损耗等优点,有效的克服了传统微波通信中“电子瓶颈”的限制,给高频宽带通信领域提供了新的方向。本文从微波光子传输链路的结构展开研究,针对宽带信号在微波光子传输链路的线性化和稳定控制提出了解决方案,研究内容主要分为以下两部分。1、对于传输链路的宽带线性化,本文以典型的
学位
期刊
根据达尔文的自然选择理论,理性个体总是倾向于选择背叛行为。然而,合作现象能够普遍存在于自然系统与人类社会中。如何理解和解释社会困境中自私个体之间合作行为的自发涌现和维持依旧是一个具有挑战性的科学问题,吸引了不同领域众多学者的持续关注。在演化博弈理论这一强有力的理论框架下,出现了大量的涉及不同结构群体(如方格子网络、随机网络、小世界网络和无标度网络等)和各种社会困境(如囚徒困境博弈、雪堆博弈和公共物
学位
期刊
在机器学习的许多实际应用中,存在着许多数据不平衡的问题。传统机器学习算法往往以总体的分类准确率为目标,在对不平衡数据分类时容易忽略少数类。虽然当前对分类任务的数据不平衡问题研究较多,但对于回归任务的数据不平衡问题的研究较少。而在热带果树寒冻害预警问题中,气象数据集通常是不平衡的,即对热带果树造成寒冻害的天数较少,果树正常生长的天数较多。故针对传统机器学习算法在分类不平衡数据时容易忽略少数类的问题,
学位
随着车辆的普及和无线通信的发展,车载自组织网络VANET得到了广泛应用,但是车载自组织网络需要提供相应的网络服务质量(Quality of Service,QoS)来满足网络应用需求。而车辆的高速移动导致车辆自组织网络的网络拓扑结构动态变化,所以车载自组织网络QoS路由相比传统的QoS路由更加难以求解。研究适合车载网动态拓扑结构和复杂网络环境的QoS路由算法,对于提高车载自组织网络的应用性能有着重
学位
多项式乘法计算应用于许多通信系统、信号电路以及图像处理算法中。在多项式乘法计算中,系统往往需要对大量数据进行高效处理,并输出结果。研究多项式乘法计算的关键,在于多项式矩阵乘法的应用与运算。随着多项式矩阵乘法结构日趋复杂,大型矩阵的高效运行和计算正不断面临更大挑战。由于多项式具有多变量、大规模等特点,目前仅依靠软件算法尚不足以满足实际需求。因此,亟需一种硬件加速平台的方式,以适应于多项式乘法日趋复杂
学位
随着我国经济社会的高速发展,对道路交通质量提出了更高的要求,因此修建了大量的桥梁,由于桥梁特殊的工程结构、自然灾害以及长期高荷载运行的影响,会造成桥梁结构损伤,比如拉索的激振和腐蚀,对桥梁的安全运行形成威胁。因此,对桥梁运行状态进行监测是一项非常必要的工作。为此,论文针对桥梁的安全运行设计了一套监测系统,该系统主要包括以下3个部分:1、混凝土泵送压力状态监测模块;2、基于应变片的桥梁拉索索力测量模
学位
随着社会的发展,公有公共设施在日常生活中发挥着越来越重要的作用,与之伴随的是公有公共设施致害的情况越来越多,目前,我国《国家赔偿法》的赔偿范围尚不包括公有公共设施致害,公民面对致害问题时只能通过民事法律来解决。由于民事法律具有一定的局限性,因此有必要将公有公共设施致害的问题纳入国家赔偿的范围,对实体和程序上的问题明确法律适用。
期刊