基于灰狼优化算法的无线传感器网络覆盖策略

发布时间：2020-07-23 05:05

【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。
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP212.9;TN929.5;TP18

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 黄海剑;;几种典型无线传感器网络中的自身定位算法[J];巴音郭楞职业技术学院学报;2012年02期

2 马康忠;;无线传感器网络应用若干关键问题研究[J];电子测试;2019年09期

3 刘蓉;;基于性价比的无线传感器网络能量空洞避免研究[J];电子制作;2017年22期

4 郭祥东;;无线传感器网络的技术特点及应用[J];中国新技术新产品;2018年09期

5 吴瑞睿;刘洁琳;;无线传感器网络综述[J];科技创新与应用;2018年14期

6 李志杰;;无线传感器网络的研究现状及主要应用[J];南方农机;2018年18期

7 李妩可;颜宁;;无线传感器网络的研究与应用[J];科技创新与应用;2016年36期

8 同晓荣;;基于ZigBee无线传感器网络构建[J];微型电脑应用;2016年11期

9 韩超;;无线传感器网络在智能电网中的应用[J];通讯世界;2017年01期

10 郝洁;;《无线传感器网络》课程特点、挑战和解决方案[J];现代计算机(专业版);2016年35期

相关会议论文 前10条

1 丁翠;牛长流;李建军;秦爱梅;;浅析无线传感器网络中的协作信号与信息处理[A];《教师教学能力发展研究》科研成果集（第十一卷）[C];2017年

2 吴佳;苏丹;袁卫国;;智能电网中的认知无线电传感器网络[A];2016智能电网发展研讨会论文集[C];2016年

3 张争明;林春;应怀樵;;化工安全领域的一种无线传感器网络设计[A];第二十二届全国振动与噪声应用学术会议论文集[C];2009年

4 周杨;张冬梅;查选;;基于时空模型的无线传感器网络入侵检测算法[A];第十届中国通信学会学术年会论文集[C];2014年

5 王晓;牛长流;魏晓东;王迪;;基于超声波的无线传感器网络定位设计[A];第十届中国通信学会学术年会论文集[C];2014年

6 林吉;齐晋维;李晖;;无线传感器网络测距技术综述[A];第十三届沈阳科学学术年会论文集（理工农医）[C];2016年

7 于海斌;曾鹏;;中国无线传感器网络的研究进展与挑战[A];2007-2008控制科学与工程学科发展报告[C];2008年

8 李娜;翟建设;;无线传感器网络数据融合设计[A];第三届长三角气象科技论坛论文集[C];2006年

9 王培国;陈芳群;闫斌;;基于无线传感器网络的通信枢纽安防系统的设计[A];四川省通信学会2009年学术年会论文集[C];2009年

10 高静;李建中;;无线传感器网络数据收集算法研究进展[A];黑龙江省计算机学会2009年学术交流年会论文集[C];2010年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者 党博文;昕诺飞:打造全球最大传感器网络[N];通信产业报;2018年

2 四川科技职业学校鼎利学院 刘桄序;物联网无线传感器网络中传感器应用热点[N];电子报;2017年

3 赛迪顾问半导体产业研究中心分析师 李龙;工业无线传感器网络产品前景广阔[N];中国计算机报;2015年

4 张庆佳;无线传感器网络成为当前研究热点[N];人民邮电;2015年

5 樊哲高;我国传感器网络标准工作取得新进展[N];中国电子报;2012年

6 本报记者 王博;传感器网络标准取得新进展[N];计算机世界;2012年

7 本报记者 赵建国;无线传感器网络改变未来世界[N];中国知识产权报;2011年

8 记者 陆成钢　通讯员 尚晓天;以无线传感器网络打造智能化城市[N];嘉兴日报;2009年

9 赛迪顾问信息产业研究中心高级咨询顾问 王坤;国际物联网行业应用概况[N];通信产业报;2009年

10 记者 张平阳;传感器网络助力精准农业[N];西安日报;2009年

相关博士学位论文 前10条

1 杜鹏飞;面向最优信息质量的无线传感器网络资源分配[D];西安电子科技大学;2017年

2 刘学文;基于压缩感知与逆向调制的链路采样技术研究[D];西安电子科技大学;2017年

3 胡瑾瑜;基于能量协作的无线传感器网络若干关键技术研究[D];湖南大学;2018年

4 裴氏莺;无线传感器网络的定位算法研究[D];东南大学;2017年

5 贺维;无线传感器网络可靠性评估方法研究[D];哈尔滨理工大学;2018年

6 钱慕君;协作无线传感器网络中的传输能效性与安全性研究[D];南京邮电大学;2016年

7 闫雷兵;基于无线传感器网络的目标定位与跟踪技术研究[D];南京邮电大学;2017年

8 郭浩;无线传感器网络信息质量评估及能量优化[D];国防科学技术大学;2016年

9 付彬;多场景无线传感器网络可靠数据传输机制研究[D];湖南大学;2013年

10 赖晓翰;面向物联网的无线传感器网络低能耗路由感知技术研究[D];浙江大学;2018年

相关硕士学位论文 前10条

1 文武;各向异性无线传感器网络定位算法的研究[D];天津理工大学;2019年

2 葛辉;无线传感器网络中的可靠数据传输方法研究[D];天津理工大学;2019年

3 罗佳琪;基于ZigBee无线传感器网络的远程医疗监控系统研究[D];武汉工程大学;2018年

4 杨鹏;传感器网络基于异常值定位算法研究[D];西安电子科技大学;2018年

5 梅焕;无线可充电传感器网络中最优充电策略的研究[D];北京邮电大学;2019年

6 董金玮;无线传感器网络低功耗分层技术的研究与设计[D];北京邮电大学;2019年

7 田黎明;传感器网络数据异常检测方法的研究与实现[D];北京邮电大学;2019年

8 张蕊;基于无线传感器网络的井下目标定位算法研究[D];沈阳工业大学;2018年

9 刘伟娜;基于能量和距离的无线传感器网络路由协议研究[D];河北大学;2019年

10 徐拓;智能光伏发电系统网络节点路由优化与控制算法研究[D];湖北民族大学;2019年

本文编号：2766889