本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)覆蓋優(yōu)化問題的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：摘要：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是在微機(jī)電系統(tǒng)、片上系統(tǒng)、無線通信和低功耗嵌入式技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上建立起來的。因?yàn)槠涔牡�、成本低、分布式和自組織的特點(diǎn),無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用到軍事、航空、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域中。 在構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí),網(wǎng)絡(luò)覆蓋是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本問題之一,即如何部署傳感器節(jié)點(diǎn),使網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍最大化。根據(jù)覆蓋區(qū)域的特殊性和覆蓋環(huán)境的惡劣程度,在進(jìn)行節(jié)點(diǎn)部署時(shí),需要采用動(dòng)態(tài)覆蓋模式,將節(jié)點(diǎn)隨機(jī)拋灑后通過自組織的形式,依據(jù)被監(jiān)測(cè)區(qū)域的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況采用相應(yīng)的覆蓋控制算法調(diào)整節(jié)點(diǎn)部署,從而完成網(wǎng)絡(luò)覆蓋的工作。 本文首先介紹了基于粒子群和差分進(jìn)化的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制算法的基本原理,并對(duì)兩種控制算法的應(yīng)用效果進(jìn)行了比較�；诹Ｗ尤旱目刂扑惴ㄊ諗克俣容^快,但容易陷入早熟,而差分進(jìn)化控制算法的收斂速度相對(duì)較慢,但其最終覆蓋率比較高。 基于對(duì)兩種算法的優(yōu)劣勢(shì)的分析,提出了基于蝙蝠算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制算法。詳細(xì)闡述了該算法的基本原理和執(zhí)行流程,并將其應(yīng)用效果與粒子群算法和差分進(jìn)化算法進(jìn)行了比較�；隍鹚惴ǖ臒o線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制算法有效地提高了網(wǎng)絡(luò)覆蓋率,在收斂速度方面其明顯優(yōu)于差分進(jìn)化算法,但比粒子群的收斂速度慢。 為了進(jìn)一步提高收斂速度,將虛擬力算法的理念作為影響因子,引入到基于蝙蝠算法的覆蓋控制算法中,形成了基于虛擬力引導(dǎo)的蝙蝠算法(VF-B)。虛擬力因子是根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)之間的距離直接引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的距離和方向,加速了節(jié)點(diǎn)的均勻分布。從實(shí)際仿真結(jié)果可以看出,算法的收斂速度有了明顯的提高。 傳感器節(jié)點(diǎn)體積小,供電能力有限,一旦能量耗盡,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就會(huì)出現(xiàn)覆蓋空洞,影響覆蓋效果。在動(dòng)態(tài)覆蓋問題中,傳感器節(jié)點(diǎn)的能量消耗包含通信消耗和移動(dòng)消耗,其中移動(dòng)消耗能量與節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)距離直接相關(guān)。 考慮到節(jié)點(diǎn)能量耗盡對(duì)于網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能的影響,提出了基于能量受限改進(jìn)的VF-B算法。算法對(duì)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)距離進(jìn)行限制,減小了節(jié)點(diǎn)的能量損耗。通過仿真分析,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明基于能量受限改進(jìn)的VF-B算法比原算法的覆蓋性能更好,有效地延長了網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間,保證了覆蓋任務(wù)的完成。 綜上,通過引入蝙蝠算法的理念,不斷改進(jìn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制算法,提出了基于能量受限改進(jìn)的VF-B算法。該算法收斂速度較快,有效地提高了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率,延長了網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間,達(dá)到了優(yōu)化覆蓋的目的。最后,總結(jié)全文的工作,對(duì)未來工作進(jìn)行展望。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 動(dòng)態(tài)覆蓋優(yōu)化 蝙蝠算法 虛擬力 能量受限
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 目錄10-12
• 1 引言12-22
• 1.1 選題背景12
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述12-16
• 1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)13
• 1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)13-14
• 1.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)14-15
• 1.2.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用15-16
• 1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題及研究現(xiàn)狀16-20
• 1.4 本文的工作及內(nèi)容安排20-22
• 2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)部署與動(dòng)態(tài)覆蓋22-39
• 2.1 傳感器節(jié)點(diǎn)22-25
• 2.1.1 傳感器節(jié)點(diǎn)的組成22-23
• 2.1.2 傳感器節(jié)點(diǎn)的模型23-25
• 2.2 覆蓋控制性能指標(biāo)25-26
• 2.3 智能控制算法在WSN節(jié)點(diǎn)部署中的應(yīng)用26-38
• 2.3.1 WSN中節(jié)點(diǎn)部署問題研究26-27
• 2.3.2 基于粒子群算法的節(jié)點(diǎn)部署研究27-32
• 2.3.3 基于差分算法的節(jié)點(diǎn)部署研究32-37
• 2.3.4 智能控制算法在節(jié)點(diǎn)部署應(yīng)用中的分析比較37-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 3 基于蝙蝠算法的節(jié)點(diǎn)部署研究39-49
• 3.1 蝙蝠算法39-43
• 3.1.1 蝙蝠算法的產(chǎn)生及應(yīng)用39-40
• 3.1.2 蝙蝠算法的基本原理40-41
• 3.1.3 蝙蝠算法的基本流程41-43
• 3.2 基于蝙蝠算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署研究43-44
• 3.3 算法仿真與分析44-46
• 3.4 BA算法與其他智能控制算法的比較46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 4 基于VF-B算法的無傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題的研究49-60
• 4.1 虛擬力算法49-54
• 4.1.1 虛擬力算法基本原理49-51
• 4.1.2 基于虛擬力算法的節(jié)點(diǎn)部署研究51-52
• 4.1.3 基于虛擬力算法的仿真分析52-54
• 4.2 VF-B算法54-56
• 4.2.1 VF-B算法的基本原理55-56
• 4.2.2 VF-B算法的基本流程56
• 4.3 基于VF-B算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋研究56-58
• 4.4 改進(jìn)算法與BA算法的性能比較分析58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 5 基于能量受限的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題的研究60-65
• 5.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋節(jié)能問題60-61
• 5.1.1 節(jié)約能耗的必要性60
• 5.1.2 節(jié)能方案概述60-61
• 5.2 動(dòng)態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量消耗61-62
• 5.3 基于能量受限的改進(jìn)VF-B算法在WSN覆蓋中的應(yīng)用62-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 6 總結(jié)與展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 作者簡歷71-73
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集7

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 柳立峰,鄒仕洪,張雷,程時(shí)端;基于概率覆蓋模型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密度控制算法[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào);2005年04期

2 付華;韓爽;;基于新量子遺傳算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)感知節(jié)點(diǎn)的分布優(yōu)化[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2008年07期

3 王雪;王晟;馬俊杰;;無線傳感網(wǎng)絡(luò)布局的虛擬力導(dǎo)向微粒群優(yōu)化策略[J];電子學(xué)報(bào);2007年11期

4 何天成;曹文明;謝維信;;基于Clifford代數(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋理論的平面目標(biāo)覆蓋分析[J];電子學(xué)報(bào);2009年08期

5 張玉堂;鄧魯華;宗光華;;VFF~+:改進(jìn)的虛擬力場移動(dòng)機(jī)器人避障算法[J];工業(yè)控制計(jì)算機(jī);2007年05期

6 張宇楠;劉付永;;一種改進(jìn)的變步長自適應(yīng)蝙蝠算法及其應(yīng)用[J];廣西民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年02期

7 陳樹;錢成;;一種多目標(biāo)的覆蓋優(yōu)化策略在WSNs中的應(yīng)用[J];傳感器與微系統(tǒng);2014年10期

8 韓志杰;黃劉生;王汝傳;孫力娟;肖甫;;一種基于自適應(yīng)半徑調(diào)整的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制算法[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2010年S2期

9 朱海榮;李平;程劍;;基于改進(jìn)PSO算法的WSN覆蓋優(yōu)化方法[J];計(jì)算機(jī)工程;2011年08期

10 王偉;林鋒;周激流;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題的研究進(jìn)展[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2010年01期

  本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)覆蓋優(yōu)化問題的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：302716