氣象傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種由大量具有運算功能和通訊功能的傳感器節(jié)點組成的分布式網(wǎng)絡(luò),主旨是用于獲取、收集、傳輸節(jié)點部署地區(qū)中監(jiān)測目標(biāo)的氣象數(shù)據(jù)。由于氣象傳感網(wǎng)大多部署于環(huán)境惡劣的監(jiān)測區(qū)域,節(jié)點多采用隨機(jī)分布,造成了監(jiān)測區(qū)域重疊或監(jiān)測區(qū)域丟失,因此需要采用插值方法來補(bǔ)償、補(bǔ)全監(jiān)測數(shù)據(jù)。反向傳播（Back Propagation,BP）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由于其無限逼近原則可用來插值獲取氣象傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)。本文結(jié)合氣象傳感網(wǎng)的特點,結(jié)合相關(guān)路由選擇協(xié)議進(jìn)行分析,提出了兩種基于改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)插值方法。具體研究成果如下:（1）基于改進(jìn)遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)插值優(yōu)化算法。方法結(jié)合LEACH路由選擇協(xié)議和改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)插值算法,對氣象傳感網(wǎng)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測插值。改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法通過優(yōu)化的遺傳算法進(jìn)行,主要包括對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行改進(jìn),確定最優(yōu)隱層節(jié)點數(shù),以及確定BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最佳權(quán)值、閾值參數(shù),使其獲得更加精確的數(shù)據(jù)預(yù)測插值結(jié)果。實驗證明,相比常用的數(shù)據(jù)插值方法,基于改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)插值算法能夠達(dá)到更加精確的插值結(jié)果。（2）基于動量-自適應(yīng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)插值優(yōu)化算法。針對氣象傳感網(wǎng)中采... 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１氣象傳感網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)??從圖２－１中可以看出，傳感器節(jié)點是由氣象信息采集部件、信息處理元件和??

至少包含一個簇頭和至少一個簇成員節(jié)點，簇頭通常采用能量較高、通信能力??較強(qiáng)的節(jié)點，負(fù)責(zé)該簇內(nèi)部數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)發(fā)，簇內(nèi)其余傳感器均為簇成員，主??要任務(wù)為目標(biāo)區(qū)域內(nèi)氣象數(shù)據(jù)信息的采集。一般網(wǎng)絡(luò)分族結(jié)構(gòu)如圖２－２所示。??祕??圖２－２網(wǎng)絡(luò)分簇結(jié)構(gòu)??氣象傳感網(wǎng)傳感器節(jié)點的設(shè)計需要根據(jù)不同的觀測需求和觀測環(huán)境而定，但??是基本都包括氣象傳感器、處理器、通信模塊以及電源這四個部分，如圖２－３??７??

網(wǎng)絡(luò)有很多種，為了表述方便，本文使用最為普及的三層ＢＰ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為推算??案例，推算其運算公式［３３］。存在三層ＢＰ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用ｉ表示輸入神經(jīng)元，ｊ代??表隱含層，ｋ代表輸出層，其結(jié)構(gòu)如圖２－５所不，如圖所不，在隱含層ｙｎ中，??第ｊ個神經(jīng)元的輸入是：??ｎｅｔｊ?＝＾ｊｗ／，〇，?（２－８）??／??輸出層第ｊ個神經(jīng)元的輸出為第ｋ個輸出神經(jīng)元的輸入為：??＝?Ｘ?ｗｋｌ〇Ｊ?（２－９）??ｊ??相應(yīng)的輸出為％?＝盡（呢￣），其中ｇ（）為Ｓ型激活函數(shù)，其表達(dá)規(guī)則如下：??ｇＷ＝１?＋?ｅ一?（２－１０）??其中，０為網(wǎng)絡(luò)閾值，網(wǎng)絡(luò)中各個神經(jīng)元的輸出為：??〇；?＝?１?／?（１?＋?ｅｘｐ（－（＾?ｗ＾ｏ，?＋?ＧＪ）））?（２－１１）??ｉ??１３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3283458