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【6h】

基于灰狼优化算法的无线传感器网络覆盖策略

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目录

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 课题国内外研究现状

1.3 主要研究内容

1.4 论文的结构安排

第2章 无线传感器网络覆盖相关理论

2.1 无线传感器网络概述

2.1.1 基本概念

2.1.2 无线传感器网络的结构

2.1.3 WSN的特点

2.2 无线传感器网络覆盖问题

2.2.1 覆盖相关概念

2.2.2 网络覆盖类型

2.2.3 传感器节点感知模型

2.2.4 覆盖问题性能指标

2.3 本章小结

第3章 改进的粒子群算法

3.1 基本粒子群算法

3.2 PSO-DAC算法

3.2.1 惯性权重

3.2.2 加速因子

3.2.3 PSO-DAC算法实现步骤

3.3 仿真分析

3.4 本章小结

第4章 融合粒子群的灰狼优化算法

4.1 基本灰狼算法

4.2 灰狼算法描述

4.3 改进的灰狼算法

4.3.1 Tent混沌映射

4.3.2 非线性控制参数策略

4.3.3 融合PSO-GWO算法

4.4 仿真实验

4.4.1 基本测试函数

4.4.2 实验参数设置

4.5 仿真实验分析

4.5.1 与基本PSO算法的比较

4.5.2 与基本GWO以及改进的GWO算法的比较

4.5.3 种群规模对算法的影响

4.6 本章小结

第5章 基于粒子群的灰狼优化算法的WSN覆盖优化策略

5.1 无线传感器网络节点模型

5.2 基于改进灰狼算法的无线传感器网络覆盖优化

5.2.1 基于PSO_GWO的无线传感器网络覆盖算法

5.2.2 网络覆盖优化算法实现

5.3 仿真实验设置

5.4 仿真实验分析

5.4.1 与PSO-DAC算法、GWO算法实验对比

5.4.2 迭代次数对覆盖算法优化的影响

5.5 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

声明

致谢

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摘要

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称为WSN)是通过许多感知节点构成。其节点具有通信以及计算能力,从而能够被广泛应用在一些现代化军事和城市建设中,如:环境监测、目标追踪、战场监测、智能家居等等。但感知节点布置一般是采用在空中随机抛洒的方法,因而造成部署节点时出现随机性,很难满足对整个区域的监测。因而,研究传感器网络覆盖问题具有非常重要的意义。 本文介绍了无线传感器网络的基本概念、组成结构、网络特点以及覆盖相关问题。系统地阐述了关于无线传感器网络相关知识点,其中包含无线传感器网络覆盖类型、传感器节点的感知模型以及覆盖相关性能指标。 深入研究了无线传感器网络覆盖算法,针对粒子群优化算法在优化网络覆盖率时存在优化精度差、易于陷入局部最优、后期时收敛速率较缓慢等问题,故在粒子群算法基础之上,提出基于动态加速因子的粒子群算法(Particle Swarm Optimization Based on Dynamic Acceleration Coefficients,简称为PSO-DAC),采用递减的惯性权重系数可在寻优初期增强全局搜索能力,在寻优后期能提升局部搜索能力;同时,采用动态加速因子改善粒子自身经验和其余粒子经验对收敛速度的影响,以提高算法的寻优精度及速度。 针对灰狼算法在优化网络覆盖率时未考虑个体自身的经验以及种群多样性差等问题,提出基于粒子群的灰狼优化算法(Grey Wolf Optimization Algorithm Based on Particle Swarm Optimization,简称PSO_GWO),其引入PSO-DAC算法中的个体记忆功能,使其能够记忆自身进化过程中的最优解,从而提高算法的收敛精度及其收敛速度。同时,在改进的灰狼算法中引入Tent混沌序列,丰富了灰狼的行为,将灰狼群体均匀映射到定义空间中,有利于灰狼跳出局部极值点,并利用非线性控制参数平衡算法全局搜索与局部搜索能力。 为了解决无线传感器网络覆盖问题,本文采用基于概率感知模型来计算网络覆盖率,利用改进之后的灰狼优化算法来优化网络的覆盖部署。通过仿真实验来验证PSO_GWO算法在无线传感器网络的覆盖优化问题上的有效性和优越性。因此该算法能够合理分配整个无线传感器网络的资源,减少节点冗余,增加覆盖率,提高网络的监测质量和服务质量,同时可降低节点的网络能耗和延长网络的生命周期。

著录项

  • 作者

    吕金玲;

  • 作者单位

    东北电力大学;

  • 授予单位 东北电力大学;
  • 学科 信息与通信工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 滕志军;
  • 年度 2019
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类
  • 关键词

    优化算法; 无线传感器网络;

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