隨著5G與物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)在醫(yī)療健康、環(huán)境監(jiān)測和工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,而覆蓋優(yōu)化是WSN的一個最基本問題。除此之外,網(wǎng)絡(luò)能耗、網(wǎng)絡(luò)二次部署成本也是網(wǎng)絡(luò)部署中不容忽視的關(guān)鍵點(diǎn)。本文討論了在二維平面和三維曲面復(fù)雜部署環(huán)境下的WSN覆蓋優(yōu)化問題,并分別設(shè)計了相應(yīng)的部署算法。針對在二維平面內(nèi)部署網(wǎng)絡(luò)的問題,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)部署是否考慮節(jié)點(diǎn)能耗,可分為城區(qū)和森林兩種部署場景,并在花朵授粉算法(FPA)的基礎(chǔ)之上分別提出了兩種改進(jìn)的FPA用于兩種場景下的WSN部署。而在三維曲面部署時,基于灰狼優(yōu)化算法(GWO)提出了增強(qiáng)型灰狼優(yōu)化算法(EGWO)以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)覆蓋。對此,本文的主要創(chuàng)新之處和成果如下:(1)在二維平面的WSN部署優(yōu)化中,本文的網(wǎng)絡(luò)部署工作是將多批異構(gòu)節(jié)點(diǎn)部署在含有障礙物的監(jiān)測區(qū)域內(nèi)。城區(qū)部署僅需最大化網(wǎng)絡(luò)覆蓋,而森林部署環(huán)境下,除覆蓋問題之外,還得考慮最小化網(wǎng)絡(luò)能耗和二次部署成本。為優(yōu)化這兩種部署模型,基于FPA分別提出了改進(jìn)的花朵授粉算法(IFPA)和基于非支配排序的多目標(biāo)花朵授粉算法(NSMOFPA)。首先,在IFPA中,為改善原有算法收斂速度慢、精度不夠高的不足,...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖3.6a收斂因子Tent映射在本文主要用于IFPA中的兩個

第三章兩種改進(jìn)FPA在WSN的二維平面覆蓋中的應(yīng)用25表示第次循環(huán)的值，+1表示第+1次循環(huán)得到的值。假設(shè)第一次循環(huán)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)為=0.1999，=2000。循環(huán)完成后，得到的混沌序列如圖3.7所示，即花朵個體的位置。從圖中可知，花朵種群較豐富，有利于算法后期的搜索。圖3.6a收....

圖3.7Tent映射圖

第三章兩種改進(jìn)FPA在WSN的二維平面覆蓋中的應(yīng)用25表示第次循環(huán)的值，+1表示第+1次循環(huán)得到的值。假設(shè)第一次循環(huán)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)為=0.1999，=2000。循環(huán)完成后，得到的混沌序列如圖3.7所示，即花朵個體的位置。從圖中可知，花朵種群較豐富，有利于算法后期的搜索。圖3.6a收....

圖3.9擁擠程度示意圖

第三章兩種改進(jìn)FPA在WSN的二維平面覆蓋中的應(yīng)用262010fa1fa2cb1cb2110221101002te1te221201022be11022圖3.8交叉示意圖圖3.9擁擠程度示意圖圖3.8為貪心交叉策略示意圖，通過貪心交叉策略，使其它個體有了最佳個體的部分變量，而任意....

圖3.10WSN的初始化部署

第三章兩種改進(jìn)FPA在WSN的二維平面覆蓋中的應(yīng)用32部分節(jié)點(diǎn)，從而改善了較差部署方案的網(wǎng)絡(luò)覆蓋率。在第20代之前，所有算法的收斂速度較快。采用精英策略的GA在早期收斂速度更快，但是由于其種群多樣性的減少，迭代后期的收斂速度下降且優(yōu)化精度較低。PSO在迭代早期收斂較快，但在迭代后....

本文編號：3934888