基于WSN的分簇式拓扑控制算法研究

发布时间：2017-04-05 06:14

  本文关键词：基于WSN的分簇式拓扑控制算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线传感器网络是21世纪的新型无线网络,它的出现极大地影响着人们生活和工作。传感器的节点能量有限,同时部署环境十分不利,更换电池在实际操作中是难以实现的。能量有限问题一直是限制无线传感器网络发展的关键问题。为了使网络中节点的能量得到最大限度的利用,如何部署节点使能量高效化来延长网络寿命成为无线传感器网络的根本所在。对此,本文重点研究了基于分簇的拓扑控制算法,详细分析了分簇算法的不足,提出了基于SVR和圆形区域划分的GAF分簇算法优化,同时又提出了基于SVR和PSO的LEACH算法优化。本文所做工作如下:(1)针对GAF算法的单元格划分的不足以及连通性问题,提出了基于SVR和圆形区域划分的GAF分簇算法优化。对GAF算法进行了两方面的分簇优化:首先是引入SVR模型,优化了虚拟单元格的划分,将原本的正方形区域划分为圆形区域;其次结合网络连通性的问题,改变节点的通信半径。最后进行仿真实验,结果表明本文提出的算法能优化网络性能,降低能耗,延长网络寿命。(2)针对LEACH算法的簇头分布不合理以及簇头选择的随机性,提出了基于SVR和PSO的LEACH算法优化。先引入SVR技术,结合节点的具体位置,用支持向量划分区域,使每个区域都能产生簇头,改善簇头分布不合理的问题。随后优化簇头选择方式,选出簇头候选集,将其中的节点作为PSO算法的初始粒子,然后进行寻优,迭代搜索出最佳簇头。最后进行仿真实验,结果表明本文提出的算法在降低能耗、延长网络寿命方面有一定的优势。
【关键词】：无线传感器网络 分簇优化 GAF算法 LEACH算法 簇头选择
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 致谢3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 课题研究背景8
• 1.2 研究目的和意义8-9
• 1.3 研究现状9-10
• 1.4 本文的研究工作与结构安排10-12
• 第二章 无线传感器网络（WSN）的拓扑控制算法12-26
• 2.1 WSN12-15
• 2.1.1 WSN的体系结构12-13
• 2.1.2 WSN的特点分析13-14
• 2.1.3 WSN的关键技术14-15
• 2.2 WSN的拓扑控制15-25
• 2.2.1 WSN拓扑控制15-17
• 2.2.2 WSN拓扑结构形式17-19
• 2.2.3 基于功率控制的拓扑控制算法19-22
• 2.2.4 基于分簇的拓扑控制22-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 基于SVR和圆形区域划分的GAF分簇算法优化26-36
• 3.1 SVR-支持向量回归机26-28
• 3.2 GAF算法28-30
• 3.3 GAF算法优化30-31
• 3.4 基于SVR和圆形区域划分的GAF分簇算法优化31-32
• 3.4.1 算法原理31
• 3.4.2 算法实现31-32
• 3.5 仿真实验及结果32-35
• 3.5.1 仿真环境32-33
• 3.5.2 仿真结果33-35
• 3.6 本章小结35-36
• 第四章 基于SVR和PSO的LEACH算法优化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优化42-43
• 4.3.2 基于PSO的簇头选举机制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 算法实现44-46
• 4.4 仿真环境及结果46-47
• 4.4.1 仿真环境46
• 4.4.2 仿真结果46-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第五章 总结与展望48-50
• 5.1 工作总结48
• 5.2 工作展望48-50
• 攻读学位期间发表的学术论文50-51
• 参考文献51-55

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：286613