本文關(guān)鍵詞：基于免疫算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位算法研究

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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新型的信息獲取和信息處理技術(shù),在日常生活中應用廣泛。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應用很多都需要節(jié)點的位置信息,因此解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位問題至關(guān)重要。在眾多定位算法中,用遺傳算法進行節(jié)點定位是智能定位中比較典型的定位方法。然而,用標準遺傳算法進行節(jié)點定位會因遺傳操作的隨機性出現(xiàn)概率性的退化現(xiàn)象,使得搜索得到的解不是全局最優(yōu)解。本文針對遺傳算法存在的不足,將免疫算法應用到節(jié)點定位中,并對其進行改進,優(yōu)化改進了疫苗接種和變異概率,所做的具體工作如下：第一,本文用免疫算法解決節(jié)點定位問題,通過引入免疫算子,對抗體群進行提取疫苗、疫苗接種、免疫檢測以及退火選擇操作,減少了抗體群退化的可能,并詳細描述了算法的原理和具體實現(xiàn)。第二,本文對疫苗接種方法進行改進,將抗體濃度和期望繁殖率的概念引入到免疫算子中,通過提取抗體記憶庫中保存的優(yōu)良基因,提出了基于記憶庫優(yōu)秀基因片段提取的疫苗接種方法,該方法可以避免在后續(xù)交叉和變異操作中丟失這些優(yōu)良基因；針對免疫算法后期收斂效果不明顯問題,改用變化的變異概率,后期逐漸增大變異的可能性,提高算法的整體性能；將兩種改進方法相結(jié)合,本文提出了基于改進免疫算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位算法。第三,本文給出了改進免疫算法在四種典型拓撲結(jié)構(gòu)的傳感器網(wǎng)絡(luò)上的實驗結(jié)果,然后將兩種改進方法分別與標準免疫算法進行實驗對比,通過實驗得出改進效果；與標準遺傳算法和標準免疫算法在不同錨節(jié)點比例、不同通信半徑以及不同節(jié)點個數(shù)的條件下進行對比。實驗結(jié)果表明,改進免疫算法不僅避免了退化問題,而且有效提高了免疫算法收斂速度,提高了節(jié)點定位的精度。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 免疫算法 節(jié)點定位 遺傳算法
【學位授予單位】：華中師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡介11-14
• 1.2.1 WSN拓撲結(jié)構(gòu)及整體架構(gòu)11-12
• 1.2.2 WSN的特點12
• 1.2.3 WSN的應用12-14
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 研究內(nèi)容以及主要工作15-16
• 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)16-17
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位概述17-28
• 2.1 WSN節(jié)點定位機制17-23
• 2.1.1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位基本概念17-18
• 2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)測距方法18-20
• 2.1.3 節(jié)點位置的估算方法20-23
• 2.2 節(jié)點定位算法分類23-24
• 2.2.1 基于測距的定位算法與無需測距的定位算法23
• 2.2.2 單跳與多跳23
• 2.2.3 集中式與分布式23-24
• 2.3 定位算法的性能評估指標24-25
• 2.4 典型的WSN定位算法25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 基于改進免疫算法的WSN節(jié)點定位28-48
• 3.1 免疫算法概述28-29
• 3.2 基于標準免疫算法的節(jié)點定位29-31
• 3.2.1 免疫算子原理29-30
• 3.2.2 基于免疫算法的WSN節(jié)點定位流程30-31
• 3.2.3 基于免疫算法的節(jié)點定位算法偽代碼31
• 3.3 基于改進免疫算法的WSN節(jié)點定位31-47
• 3.3.1 免疫疫苗接種32-38
• 3.3.2 自適應變異概率38-41
• 3.3.3 基于改進免疫算法的WSN節(jié)點定位算法原理及流程41-45
• 3.3.4 基于改進免疫算法的WSN定位系統(tǒng)實現(xiàn)45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 實驗及結(jié)果分析48-58
• 4.1 實驗環(huán)境48-51
• 4.2 實驗結(jié)果與分析51-57
• 4.2.1 實驗結(jié)果51-52
• 4.2.2 實驗結(jié)果分析52-57
• 4.3 本章小結(jié)57-58
• 第五章 總結(jié)與展望58-60
• 5.1 論文總結(jié)58
• 5.2 研究展望58-60
• 參考文獻60-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和參加的科研項目65-66
• 致謝66

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本文編號：620163