WSN粒子群覆盖优化算法研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:ganjinwei2001
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
无线传感器网络(WSN)是目前在国内外备受关注,涉及多学科且知识高度交叉、集成的前沿热点研究领域。它实现了将传输网络与客观世界的信息有效地连接在一起,为下一代网络提供最直接、最有效、最真实的信息。在WSN的研究中,覆盖问题是大量传感器节点部署在监控区域内首先遇到的问题,而如何选取高效的覆盖算法及控制策略对WSN中节点进行优化部署,在很大程度上影响了节点能量的有效利用,网络的感知能力、服务质量以及被传感器节点所覆盖的区域范围也可以得到大幅度地提升,从而延长了网络的生存时间。本论文主要针对WSN部署中节点的覆盖问题展开研究,以粒子群和细菌觅食算法作为理论研究基础,建立了相关的WSN覆盖优化模型,提出了改进的细菌觅食算法与粒子群算法相结合的覆盖优化算法。论文主要内容和研究成果如下:(1)首先对WSN覆盖算法的收敛性能展开了研究。由于标准粒子群(PSO)算法在WSN覆盖部署中存在粒子收敛速度慢、粒子易陷入局部最优值而使算法出现“早熟”现象以及粒子种类单一等缺陷。针对上述问题,论文对标准的细菌觅食(BFO)算法进行改进:在趋向操作步骤中,通过自适应的改进细菌的游动步长,使细菌更加准确快速的搜索到目标;在复制操作中,加入分布估计算法,以增加细菌种类的多样性。进一步地,在改进的BFO算法基础上,提出了粒子群-细菌觅食(PSO-BFO)优化算法,即PSO算法完成对区域的全局搜索、记忆个体和群体的信息,而区域的局部搜索则由改进的BFO算法的趋向和聚集操作完成。仿真结果表明,所提优化算法在粒子的收敛速度以及寻优效率方面,明显优于标准粒子群和细菌觅食算法,从而保证了算法在WSN部署中的有效性。(2)针对随机高密度传感器节点的网络环境所导致的节点监测区域易出现覆盖重叠区及覆盖盲区等问题,论文以最大化WSN网络覆盖率和最少的节点部署个数为覆盖优化目标,对提出的粒子群-细菌觅食(PSO-BFO)覆盖优化算法与单一的PSO和BFO算法进行了覆盖率性能的比较。仿真结果显示,提出的覆盖优化算法能够以较少的部署节点获得较高的WSN网络覆盖率,较好地维持了网络的稳定性、有效延长了WSN网络生存时间。最后,对论文所做工作进行总结,提出研究发展方向。
其他文献
  随着我国互联网技术的飞速发展,网络视频用户逐年递增,基于民用的视频数据安全保护问题、基于军用的隐蔽通信问题以及如何侦破不法分子运用公共网络传播隐藏信息等都亟待解
试井资料作为油田开发的基础资料之一,广泛应用于安塞油田,为油田开发调整提供依据。本文通过对安塞油田长6油层试井资料的分析研究,总结出长6油层注水井压降测试曲线形态及其所
近年来,随着无线通信技术的不断进步与发展,移动数据业务迅速普及。有数据显示超过60%的话音业务和80%的数据流量业务都发生在室内场所,而传统的Macrocell网络虽然具有覆盖范
  随着互联网、多媒体信息技术、数字电子设备和移动终端的普及,数字图像数量飞速的增长,为此我们需要从这海量的图像信息中迅速且智能的提取出我们所需要的、有用的信息。由
  共时双频技术是近年来新兴的科研热点之一,其目的在于解决目前多模式通信的频段兼容问题,是真正实现多模式终端产品或基站产品的一项关键技术。共时双频技术的设计构想,即在
尿沉渣检查是临床检验和医疗诊断的重要方法。尿检已经成为人们体检的常规检验项目。但是传统尿沉渣检验的人工方式过程比较繁琐,迫切需要仪器代替人工方式进行尿沉渣的分析
建筑结构在长期使用过程中,由于受到外在环境以及建筑水平等不利因素的影响,不可避免存在安全隐患,严重威胁人们生命财产安全。因此,如何对建筑结构的健康进行实时监测并进行
雷达视频信号的显示及压缩系统是雷达数据处理子系统的重要组成部分。同时也是VTS(船舶交通管理)系统的关键环节。实现了雷达图像的显示,才能保证雷达操作员实时观测海面的状
随着互联网、人工智能等高新科技的飞速发展,侦察机器人系统在军事、消防、救灾、勘探等领域获得了广泛的应用。目前,国内外在研、在用的侦察机器人系统分为空中侦察机器人系
信息隐藏技术随着互联网多媒体的不断发展,自二十世纪九十年代以来逐渐成为学术界研究的热点。数字密写是信息隐藏的重要分支,由于其自身特点以及在信息安全领域的重大意义,引起