基于WSN的分簇式拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2017-04-05 06:14
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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是21世紀(jì)的新型無線網(wǎng)絡(luò),它的出現(xiàn)極大地影響著人們生活和工作。傳感器的節(jié)點(diǎn)能量有限,同時(shí)部署環(huán)境十分不利,更換電池在實(shí)際操作中是難以實(shí)現(xiàn)的。能量有限問題一直是限制無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵問題。為了使網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量得到最大限度的利用,如何部署節(jié)點(diǎn)使能量高效化來延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的根本所在。對(duì)此,本文重點(diǎn)研究了基于分簇的拓?fù)淇刂扑惴?詳細(xì)分析了分簇算法的不足,提出了基于SVR和圓形區(qū)域劃分的GAF分簇算法優(yōu)化,同時(shí)又提出了基于SVR和PSO的LEACH算法優(yōu)化。本文所做工作如下:(1)針對(duì)GAF算法的單元格劃分的不足以及連通性問題,提出了基于SVR和圓形區(qū)域劃分的GAF分簇算法優(yōu)化。對(duì)GAF算法進(jìn)行了兩方面的分簇優(yōu)化:首先是引入SVR模型,優(yōu)化了虛擬單元格的劃分,將原本的正方形區(qū)域劃分為圓形區(qū)域;其次結(jié)合網(wǎng)絡(luò)連通性的問題,改變節(jié)點(diǎn)的通信半徑。最后進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明本文提出的算法能優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能,降低能耗,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。(2)針對(duì)LEACH算法的簇頭分布不合理以及簇頭選擇的隨機(jī)性,提出了基于SVR和PSO的LEACH算法優(yōu)化。先引入SVR技術(shù),結(jié)合節(jié)點(diǎn)的具體位置,用支持向量劃分區(qū)域,使每個(gè)區(qū)域都能產(chǎn)生簇頭,改善簇頭分布不合理的問題。隨后優(yōu)化簇頭選擇方式,選出簇頭候選集,將其中的節(jié)點(diǎn)作為PSO算法的初始粒子,然后進(jìn)行尋優(yōu),迭代搜索出最佳簇頭。最后進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明本文提出的算法在降低能耗、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命方面有一定的優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 分簇優(yōu)化 GAF算法 LEACH算法 簇頭選擇
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【目錄】： - 致謝3-4
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第一章 緒論8-12
- 1.1 課題研究背景8
- 1.2 研究目的和意義8-9
- 1.3 研究現(xiàn)狀9-10
- 1.4 本文的研究工作與結(jié)構(gòu)安排10-12
- 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）的拓?fù)淇刂扑惴?/span>12-26
- 2.1 WSN12-15
- 2.1.1 WSN的體系結(jié)構(gòu)12-13
- 2.1.2 WSN的特點(diǎn)分析13-14
- 2.1.3 WSN的關(guān)鍵技術(shù)14-15
- 2.2 WSN的拓?fù)淇刂?/span>15-25
- 2.2.1 WSN拓?fù)淇刂?/span>15-17
- 2.2.2 WSN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式17-19
- 2.2.3 基于功率控制的拓?fù)淇刂扑惴?/span>19-22
- 2.2.4 基于分簇的拓?fù)淇刂?/span>22-25
- 2.3 本章小結(jié)25-26
- 第三章 基于SVR和圓形區(qū)域劃分的GAF分簇算法優(yōu)化26-36
- 3.1 SVR-支持向量回歸機(jī)26-28
- 3.2 GAF算法28-30
- 3.3 GAF算法優(yōu)化30-31
- 3.4 基于SVR和圓形區(qū)域劃分的GAF分簇算法優(yōu)化31-32
- 3.4.1 算法原理31
- 3.4.2 算法實(shí)現(xiàn)31-32
- 3.5 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果32-35
- 3.5.1 仿真環(huán)境32-33
- 3.5.2 仿真結(jié)果33-35
- 3.6 本章小結(jié)35-36
- 第四章 基于SVR和PSO的LEACH算法優(yōu)化36-48
- 4.1 LEACH算法36-40
- 4.2 PSO算法40-42
- 4.3 基于SVR和PSO的分簇算法42-46
- 4.3.1 基于SVR的LEACH優(yōu)化42-43
- 4.3.2 基于PSO的簇頭選舉機(jī)制43-44
- 4.3.3 基于SVR和PSO的分簇算法44-46
- 4.3.3.1 算法原理44
- 4.3.3.2 算法實(shí)現(xiàn)44-46
- 4.4 仿真環(huán)境及結(jié)果46-47
- 4.4.1 仿真環(huán)境46
- 4.4.2 仿真結(jié)果46-47
- 4.5 本章小結(jié)47-48
- 第五章 總結(jié)與展望48-50
- 5.1 工作總結(jié)48
- 5.2 工作展望48-50
- 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文50-51
- 參考文獻(xiàn)51-55
【參考文獻(xiàn)】
中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
1 梁青;李卓冉;曹曉民;熊偉;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于相交圓結(jié)構(gòu)的改進(jìn)GAF算法[J];計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì);2014年12期
2 朱紅紅;朱正禮;盧欣;侯迎坤;;基于SVM的LEACH分簇算法優(yōu)化[J];常州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年03期
3 李朋飛;李志華;尹熙;孫雅;張華偉;;基于能量等級(jí)的分簇拓?fù)淇刂扑惴╗J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2014年03期
4 馬學(xué)森;劉會(huì)平;韓江洪;魏振春;;基于節(jié)點(diǎn)分布均勻度模型的加權(quán)能量檢測(cè)GAF算法[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2013年12期
5 郭文強(qiáng);周強(qiáng);侯勇嚴(yán);王阿娟;;一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由的改進(jìn)算法[J];陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年02期
6 李曉鴻;王文艷;王東;;一種最大化Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)生存期的拓?fù)淇刂扑惴╗J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2013年03期
7 洪剛;潘小琴;;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];農(nóng)機(jī)化研究;2012年09期
8 胡長(zhǎng)俊;姚善化;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于中轉(zhuǎn)區(qū)域的分簇算法[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2012年18期
9 李悅;孫力娟;王汝傳;黃海平;;一種改進(jìn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)LEACH算法[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2011年S2期
10 高偉;胡艷軍;;WSN中一種基于LEACH的協(xié)同通信算法的研究[J];通信技術(shù);2010年10期
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，
本文編號(hào)：286613
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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是21世紀(jì)的新型無線網(wǎng)絡(luò),它的出現(xiàn)極大地影響著人們生活和工作。傳感器的節(jié)點(diǎn)能量有限,同時(shí)部署環(huán)境十分不利,更換電池在實(shí)際操作中是難以實(shí)現(xiàn)的。能量有限問題一直是限制無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵問題。為了使網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量得到最大限度的利用,如何部署節(jié)點(diǎn)使能量高效化來延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的根本所在。對(duì)此,本文重點(diǎn)研究了基于分簇的拓?fù)淇刂扑惴?詳細(xì)分析了分簇算法的不足,提出了基于SVR和圓形區(qū)域劃分的GAF分簇算法優(yōu)化,同時(shí)又提出了基于SVR和PSO的LEACH算法優(yōu)化。本文所做工作如下:(1)針對(duì)GAF算法的單元格劃分的不足以及連通性問題,提出了基于SVR和圓形區(qū)域劃分的GAF分簇算法優(yōu)化。對(duì)GAF算法進(jìn)行了兩方面的分簇優(yōu)化:首先是引入SVR模型,優(yōu)化了虛擬單元格的劃分,將原本的正方形區(qū)域劃分為圓形區(qū)域;其次結(jié)合網(wǎng)絡(luò)連通性的問題,改變節(jié)點(diǎn)的通信半徑。最后進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明本文提出的算法能優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能,降低能耗,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。(2)針對(duì)LEACH算法的簇頭分布不合理以及簇頭選擇的隨機(jī)性,提出了基于SVR和PSO的LEACH算法優(yōu)化。先引入SVR技術(shù),結(jié)合節(jié)點(diǎn)的具體位置,用支持向量劃分區(qū)域,使每個(gè)區(qū)域都能產(chǎn)生簇頭,改善簇頭分布不合理的問題。隨后優(yōu)化簇頭選擇方式,選出簇頭候選集,將其中的節(jié)點(diǎn)作為PSO算法的初始粒子,然后進(jìn)行尋優(yōu),迭代搜索出最佳簇頭。最后進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明本文提出的算法在降低能耗、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命方面有一定的優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 分簇優(yōu)化 GAF算法 LEACH算法 簇頭選擇
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：
- 致謝3-4
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第一章 緒論8-12
- 1.1 課題研究背景8
- 1.2 研究目的和意義8-9
- 1.3 研究現(xiàn)狀9-10
- 1.4 本文的研究工作與結(jié)構(gòu)安排10-12
- 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）的拓?fù)淇刂扑惴?/span>12-26
- 2.1 WSN12-15
- 2.1.1 WSN的體系結(jié)構(gòu)12-13
- 2.1.2 WSN的特點(diǎn)分析13-14
- 2.1.3 WSN的關(guān)鍵技術(shù)14-15
- 2.2 WSN的拓?fù)淇刂?/span>15-25
- 2.2.1 WSN拓?fù)淇刂?/span>15-17
- 2.2.2 WSN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式17-19
- 2.2.3 基于功率控制的拓?fù)淇刂扑惴?/span>19-22
- 2.2.4 基于分簇的拓?fù)淇刂?/span>22-25
- 2.3 本章小結(jié)25-26
- 第三章 基于SVR和圓形區(qū)域劃分的GAF分簇算法優(yōu)化26-36
- 3.1 SVR-支持向量回歸機(jī)26-28
- 3.2 GAF算法28-30
- 3.3 GAF算法優(yōu)化30-31
- 3.4 基于SVR和圓形區(qū)域劃分的GAF分簇算法優(yōu)化31-32
- 3.4.1 算法原理31
- 3.4.2 算法實(shí)現(xiàn)31-32
- 3.5 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果32-35
- 3.5.1 仿真環(huán)境32-33
- 3.5.2 仿真結(jié)果33-35
- 3.6 本章小結(jié)35-36
- 第四章 基于SVR和PSO的LEACH算法優(yōu)化36-48
- 4.1 LEACH算法36-40
- 4.2 PSO算法40-42
- 4.3 基于SVR和PSO的分簇算法42-46
- 4.3.1 基于SVR的LEACH優(yōu)化42-43
- 4.3.2 基于PSO的簇頭選舉機(jī)制43-44
- 4.3.3 基于SVR和PSO的分簇算法44-46
- 4.3.3.1 算法原理44
- 4.3.3.2 算法實(shí)現(xiàn)44-46
- 4.4 仿真環(huán)境及結(jié)果46-47
- 4.4.1 仿真環(huán)境46
- 4.4.2 仿真結(jié)果46-47
- 4.5 本章小結(jié)47-48
- 第五章 總結(jié)與展望48-50
- 5.1 工作總結(jié)48
- 5.2 工作展望48-50
- 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文50-51
- 參考文獻(xiàn)51-55
【參考文獻(xiàn)】
中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
1 梁青;李卓冉;曹曉民;熊偉;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于相交圓結(jié)構(gòu)的改進(jìn)GAF算法[J];計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì);2014年12期
2 朱紅紅;朱正禮;盧欣;侯迎坤;;基于SVM的LEACH分簇算法優(yōu)化[J];常州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年03期
3 李朋飛;李志華;尹熙;孫雅;張華偉;;基于能量等級(jí)的分簇拓?fù)淇刂扑惴╗J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2014年03期
4 馬學(xué)森;劉會(huì)平;韓江洪;魏振春;;基于節(jié)點(diǎn)分布均勻度模型的加權(quán)能量檢測(cè)GAF算法[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2013年12期
5 郭文強(qiáng);周強(qiáng);侯勇嚴(yán);王阿娟;;一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由的改進(jìn)算法[J];陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年02期
6 李曉鴻;王文艷;王東;;一種最大化Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)生存期的拓?fù)淇刂扑惴╗J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2013年03期
7 洪剛;潘小琴;;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];農(nóng)機(jī)化研究;2012年09期
8 胡長(zhǎng)俊;姚善化;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于中轉(zhuǎn)區(qū)域的分簇算法[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2012年18期
9 李悅;孫力娟;王汝傳;黃海平;;一種改進(jìn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)LEACH算法[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2011年S2期
10 高偉;胡艷軍;;WSN中一種基于LEACH的協(xié)同通信算法的研究[J];通信技術(shù);2010年10期
本文關(guān)鍵詞：基于WSN的分簇式拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯?/strong>，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
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