面向精准农业的无线传感器网络覆盖控制技术研究

发布时间：2024-06-01 15:16

　　精准农业是一种现代化农业理念,能够提高生产、减少投入,实现农产量的最大化、资源利用的合理化、环境污染的最小化,从而达到改善传统农业缺点的目的。无线传感器网络是实现精准农业的核心支撑技术,具有低功耗、易扩展、成本低等显著特点,其通过网络中传感器节点采集所需要的信息,然后传送至数据处理中心对所采集的农田信息进行管理,从而达到远程精准控制的效果。网络覆盖是无线传感器网络技术研究中的一个基本研究问题,其反应了无线传感器网络对物理世界的监测能力,而覆盖率是衡量网络覆盖质量的重要标准之一。在实际应用中,应当使目标区域的覆盖最大化,尽量使其做到覆盖无死角。针对大规模复杂农田,传感器节点都是随机抛洒在监测区域内的,该操作很容易造成监控区域内传感器节点分布不均匀,进而导致覆盖效果不理想。因此,如何快速地使传感器节点分布均匀且提高网络的覆盖率显得尤为重要。本论文深入研究了无线传感器网络的覆盖问题,通过对网络中传感器节点的重新部署,以实现对网络覆盖率的最大化。主要工作和创新点如下:(1)针对传统无线传感器网络覆盖求解覆盖率通常利用覆盖区域中稠密的网格点近似计算导致的计算量庞大的问题,引入特征点集的概念,并与...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 无线传感器网络简介
        1.2.1 无线传感器网络的基本结构
        1.2.2 无线传感器网络的特点
        1.2.3 无线传感器网络在农业方面的应用
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 论文的研究内容
2 无线传感器网络覆盖问题研究
    2.1 无线传感器网络覆盖基本概念
    2.2 无线传感器网络覆盖分类
        2.2.1 按节点部署方式分类
        2.2.2 按节点覆盖对象分类
    2.3 传感器节点感知数学模型
        2.3.1 二元感知模型
        2.3.2 概率感知模型
    2.4 无线传感器网络覆盖常用的评价指标
    2.5 传感器网络覆盖优化算法
        2.5.1 虚拟力算法
        2.5.2 群体智能算法
    2.6 本章小结
3 无线传感网中基于特征点集的虚拟力覆盖优化
    3.1 网络覆盖模型建立
    3.2 相关定义与定理
    3.3 特征点选取
    3.4 基于特征点集虚拟力覆盖优化
        3.4.1 虚拟力算法基本原理
        3.4.2 基于特征点集虚拟力覆盖优化
    3.5 仿真实验
        3.5.1 仿真设置
        3.5.2 实验结果与分析
    3.6 本章小结
4 基于特征点集的GABC算法的无线传感网覆盖优化
    4.1 人工蜂群算法
    4.2 全局引导的人工蜂群算法
    4.3 ABC算法和GABC算法性能测试
        4.3.1 标准测试函数的选择
        4.3.2 标准测试函数的仿真实验设置
        4.3.3 标准测试函数的优化性能比较
    4.4 特征点集的GABC算法优化无线传感网
        4.4.1 种群的初始化
        4.4.2 边界的处理
        4.4.3 特征点的选取
        4.4.4 网络覆盖的优化目标函数
        4.4.5 算法整体流程
    4.5 无线传感器网络仿真实验分析
        4.5.1 无线传感网优化覆盖仿真实验设置
        4.5.2 无线传感网优化覆盖性能比较
    4.6 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果



本文编号：3986082