為了提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）的性能,提出了一種基于改進正弦余弦算法（ESCA）的節(jié)點部署優(yōu)化方法。首先,引入雙曲正弦調(diào)節(jié)因子和動態(tài)余弦波權(quán)重系數(shù),以平衡算法的全局探索與局部開發(fā)能力;然后,提出了一種基于拉普拉斯和高斯分布的變異策略,避免算法陷入局部最優(yōu)。對于基準(zhǔn)函數(shù)的優(yōu)化實驗結(jié)果表明,ESCA相比引力搜索算法、鯨魚優(yōu)化算法、基本正弦余弦算法（SCA）及其改進算法具有更高的收斂精度和收斂速度。最后,將ESCA應(yīng)用于WSN節(jié)點部署優(yōu)化,結(jié)果表明其優(yōu)化覆蓋率相比改進粒子群優(yōu)化算法、外推人工蜂群算法、改進灰狼優(yōu)化算法和自適應(yīng)混沌量子粒子群算法分別提高了1.55個百分點、7.72個百分點、2.99個百分點和7.63個百分點,用更少節(jié)點便可達到相同目標(biāo)精度。 

【文章來源】：計算機應(yīng)用. 2019,39(07)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

文獻［9］條件下ESCA優(yōu)化節(jié)點分布Fig．5ESCAoptimizednodedistributionunderconditionofreference［9］

圖5文獻［9］條件下ESCA優(yōu)化節(jié)點分布Fig．5ESCAoptimizednodedistributionunderconditionofreference［9］圖6文獻［10］條件下ESCA優(yōu)化節(jié)點分布Fig．6ESCAoptimizednodedistributionunderconditionofreference［10］由表6和圖6(a)可知，ESCA取得覆蓋率相比DACQPSO算法提高了7．63個百分點，很大程度上縮減了覆蓋盲區(qū)，而通過反復(fù)實驗得知，ESCA僅部署21個節(jié)點便使覆蓋率達到了87．88%，相對減小了3個傳感器節(jié)點，而從圖6(b)可以看出，在相似覆蓋精度下，ESCA優(yōu)化節(jié)點分布改善了邊界盲區(qū)較大的問題。5結(jié)語針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中隨機節(jié)點部署方法的覆蓋盲區(qū)較大、分布不均勻等缺陷，本文提出了一種改進的正弦余弦算法用于求解WSN的節(jié)點部署優(yōu)化問題。該算法在個體位置更新式中引入了雙曲正弦調(diào)節(jié)因子和動態(tài)余弦波權(quán)重系數(shù)，實現(xiàn)了全局探索能力與局部開發(fā)能力的有效平衡;利用早熟鑒定方法對種群狀態(tài)進行判別，并提出了一種混合拉普拉斯分布和高斯分布，且隨著迭代次數(shù)而自調(diào)整權(quán)重的變異策略，避免算法陷入局部極值，提高了算法的多峰優(yōu)化性能。在8個基準(zhǔn)函數(shù)上的優(yōu)化結(jié)果表明，相比基本SCA及其他對比算法，ESCA表現(xiàn)出更高的收斂精度和收斂速度，驗證了改進策略的有效性。最后，利用ESCA優(yōu)化WSN節(jié)點分布，在4組不同網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測區(qū)域中進行部署優(yōu)化實驗，實驗結(jié)果表明，相比其他改進算法，ESCA對WSN優(yōu)化后的覆蓋率均有明顯提高，而且節(jié)點分布更加均勻;同時，在相同目標(biāo)精度下，該算法相比其他算法減小了傳感器節(jié)點數(shù)，降低了網(wǎng)絡(luò)整體成本，因此，本文提出的ESCA能有效提高WSN網(wǎng)絡(luò)性能

【參考文獻】：
期刊論文
[1]改進灰狼優(yōu)化算法在WSN節(jié)點部署中的應(yīng)用[J]. 胡小平,曹敬.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2018(05)
[2]自適應(yīng)混沌量子粒子群算法及其在WSN覆蓋優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 周海鵬,高芹,蔣豐千,余大為,喬焰,李旸.  計算機應(yīng)用. 2018(04)
[3]求解高維優(yōu)化問題的改進正弦余弦算法[J]. 徐松金,龍文.  計算機應(yīng)用研究. 2018(09)
[4]外推人工蜂群算法在WSN部署優(yōu)化中的應(yīng)用研究[J]. 于文杰,李迅波,羊行,黃波.  儀表技術(shù)與傳感器. 2017(06)
[5]改進VFPSO算法于WSN節(jié)點隨機部署中的應(yīng)用[J]. 宋明智,楊樂.  計算機工程與應(yīng)用. 2016(02)

碩士論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制優(yōu)化算法的研究[D]. 梅希薇.江南大學(xué) 2017



本文編號：3412372