面向复杂环境的WSN节点部署研究

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:na2222222
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSN)能通过部署在监测区域内的传感器节点实现对区域内信息的感知和传输,而节点的有效部署是提高WSN监测质量的关键。随着WSN的发展,应用场景中所需要的网络规模持续扩大、环境越来越复杂,传统部署方式已不能满足实际的部署需求,如何在复杂环境中采用一种有效的节点部署方法提高网络覆盖率、节约网络运行成本是目前仍需要改善的问题。因而对WSN节点部署方法进行研究具有一定的意义。首先本文对WSN节点部署算法进行了研究,针对樽海鞘算法优化WSN节点部署时,因寻优精度低且易陷入局部最优,而导致节点部署后覆盖率低的问题,提出了一种基于高斯扰动和多项自适应策略改进的樽海鞘算法(Guassion disturbance and adaptive salp swarm algorithm,GASSA)。通过自适应调整樽海鞘算法的结构、引入自适应领导者移动步长、非线性递减的自适应权重值和高斯扰动食物源的策略,使算法能快速收敛到食物源附近,跳出局部最优。将改进的GASSA算法在无障碍环境下,采用布尔感知模型对WSN节点部署进行仿真,与樽海鞘算法进行对比,验证了GASSA算法的优越性。其次针对GASSA算法部署后的WSN节点分布不均匀的问题,进一步在GASSA算法的位置更新过程中引入虚拟力步长因子,提出了一种融合虚拟力步长因子的樽海鞘算法(VGASSA)。并将VGASSA算法在无障碍环境下,采用指数感知模型对WSN节点部署进行仿真,与GASSA算法优化的结果进行对比,VGASSA算法优化后的节点在监测区域内能分布得更加均匀,提高了覆盖率。最后本文设计了模拟的复杂环境和实际存在的复杂环境,验证本文改进的相关算法在不同环境中对WSN节点部署的可行性。针对复杂环境下的WSN节点在部署过程中移动到障碍物区域内,造成WSN节点无法部署的问题,提出了网格近似化处理和节点移动距离最小的策略,使WSN节点在部署过程中能根据网格近似化得到的障碍物区域信息和移动距离最小的原则实现有效部署。在MATLAB中采用更加符合实际部署的概率感知模型,对两种不同复杂环境中的WSN节点部署进行仿真,并将新的覆盖率函数作为目标函数。结果表明,改进的樽海鞘算法均能有效地对两种复杂环境中的WSN节点进行部署。但VGASSA算法更能有效地提高覆盖率,适用性更强,能为WSN节点部署提供一种可行的部署方法。
其他文献
近三十年来,我国的高速公路建设获得了飞速发展。随着公路运营时间越来越长,重载、雨水、温度等外部因素会导致裂缝、坑槽、沉陷等表面病害和不密实、层间脱空、松散等隐伏病害发生。目前,我国高速公路已从“建设为主”逐渐转变为“建养为主、养护为主”。为了提高公路养护决策能力,保证交通安全,对公路病害,特别是隐伏病害的高效、高精度检测成为了当前亟待解决的关键问题。隐伏病害检测方法主要分为钻芯取样和无损检测两大类
学位
近年来,突发公共卫生事件频发,对人们的身体健康与生命安全产生极大的危害。疫情的有效防控成为各国关注的焦点。科普短视频的兴起,为健康传播提供了新的传播手段。作为一种新兴的传播媒介,科普短视频具有将大众传播和人际传播相结合的优势,其时效性和传播广度也达到历史峰值,为突发公共卫生事件背景下的健康传播提供了新的机遇。因此,发挥其在突发公共卫生事件背景下的社会影响研究极具理论和现实意义。2019年12月8日
学位
学位
近些年,雪灾、洪灾、泥石流和地震灾害时常在我国发生,这些自然灾害对我国人民生命和财产安全造成了巨大的损失。受灾地区的通信基础设施往往在灾害中被大规模损坏,灾区的通信长时间处于中断状态。因此,在灾害发生后为通信中断的受灾区域提供通信保障具有十分重要的意义。目前,常见的应急通信方式有应急通信车、卫星通信、固定翼无人机通信和系留多旋翼无人机通信等。但它们都存在各自的缺点:1,应急通信车天线高度较低,信号
学位
随着无人机的功能和性能需求的不断提升,为确保无人机各项功能的完备、工作状态的安全稳定,则需要对无人机高速飞行时的关键数据进行采集和存储,飞行结束后再对存储数据进行回放及分析。因此研制出小型化、低功耗的机载信号采集存储设备具有重要的现实意义。本文根据课题相关技术指标和实际应用场景,设计一种以FPGA+ARM为处理核心的机载信号采集存储系统。主要研究内容如下:首先研究数字下变频的整体结构。在数控振荡器
学位
随着计算机算力的不断提高,情感计算的相关研究也取得了重大突破,情绪识别作为该领域的重要分支,受到众多国内外研究者的关注。鉴于单模态情绪识别存在准确率较低的缺点,研究者提出用多模态的思想来研究情绪识别。通过采用更加全面而丰富的多模态信息,结合多种维度的特征,借助深度学习中的神经网络分析信息中的关联性和互补性,从而显著地提高了模型的准确率,增强了模型的鲁棒性。本文基于深度学习思想,主要提出了针对文本模
学位
如今图像压缩模型在社交媒体、自动驾驶和医学影像等各种应用场景都有需求,将现有模型应用到侧重点不同的场景中会遇到各种困难,比如在道路监控场景中,现有的图像压缩模型存在模型运行效率低、重建图像视觉质量差以及图像压缩率不理想等问题。针对这些问题,本文对道路监控场景进行针对性地设计,得到一个基于显著性检测的监控图像压缩模型。首先针对重建图像视觉质量差的问题,设计一个改进的显著性检测模型。该模型主要由残差细
学位
随着互联网的飞速发展,人类社会告别数据匮乏的时代,迎来信息化时代。伴随着数据量的日益剧增,推荐系统应运而生成为解决数据信息过载的重要手段。近年来,随着教育方面的投资增加以及网络与信息技术的进步,教育学习方式已经不再局限于线下授课,网络教育已经成为新的教育学习方式而焕发生机。尽管目前有许多网络课程学习平台,但这些平台仅仅只是作为用户学习课程的平台,并没有将推荐系统应用其中。目前国内也有网络课程推荐系
学位
工业巡检、识别以及测量技术的迅速发展对基于视觉的三维坐标测量技术在其便携性、准确性方面提出了愈发苛刻的要求,基于视觉的激光器三维坐标测量技术迅速发展起来。本文研究内容来源于核电站机器人自动巡检系统的子系统——基于单目相机的螺丝巡检系统,其中螺丝钉拆卸装置主要由单目相机、激光器以及机械臂构成,由系统计算机软件控制螺丝钉拆卸装置完成对600mm内螺丝钉的自动拆卸。要求机械臂根据其与螺丝钉的距离及位姿不
学位
麦克卢汉在20世纪50年代时提出“地球村”的概念,在全球化信息爆炸、媒介融合的今天看来,“地球村”已然成为现实。在世界文化输出的格局中,我国传统文化类的影视作品的发展也受到了巨大的冲击。以丝绸之路这条对于中国乃至全世界来说都具有非凡的文化、历史、经济、政治意义的古老商道和文化资源库为代表,尽管2013年习近平总书记提出了“一带一路”的战略构想,丝绸之路影视作品的发展和创作被赋予了新的时代使命,但不
学位