基于改进粒子群算法和VORONOI图的无线传感器网络覆盖研究

来源 :长沙理工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:dv_lover
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
信息科学技术的飞速发展,融合了多种功能模块的如计算、网络、通信与传感等的无线传感器网络(Whless Sensor Network,WSN)就因此产生。WSNs在普适计算的领域中是一个非常重要的研究方向。WSNs是由能量严格受限而且具有对周围环境感知并且进行相应计算和必要通信能力的微型传感器节点通过自组织的方式而组成的无线拓扑网络,完成预先设定需要的环境数据采集和监测并对收集到的数据信息进行相应处理,最后把结果传送给监控中心。网络覆盖是WSNs研究最核心的问题之一。在高密度部署的WSNs检测领域中,网络覆盖控制问题就是通过节点调度、工作状态控制等技术,在保证网络必需的性能要求的条件下,尽可能减少工作节点的数目,使冗余的沉睡节点在一定的唤醒机制的调度下和工作节点轮流工作,尽量降低整个网络的平均耗能,最后整个网络生存时间得以尽量的延长。网络覆盖控制算法的性能可以直接通过网络的监测质量以及网络的生存时间的优劣来评定。本文分析了无线传感器网络覆盖问题一般存在的问题,还仔细思考国内外的对此问题进行研究的重点以及研究进展。基于粒子群算法的覆盖优化算法在国内外也有研究,但普遍存在收敛慢不易于搜索到全局最优值,故提出基于概率测量模型的改进粒子群优化方法。由于标准粒子群算法的存在收敛慢且易于陷入局部最优的缺点,本文对此进行了改进。然后以网络有效覆盖率为优化目标,通过改进粒子群算法实现覆盖控制。对监测区域进行适当的离散化,并给每个栅格点以及已经部署不移动的节点具体的坐标。通过同构的传感器节点,计算出对每个栅格点的覆盖情形。提出以整个监测区域的区域覆盖率为粒子群算法的适应度函数,通过粒子群算法搜索出最优的覆盖率。在此基础上,本文提出基于在有部分可以移动的混合无线传感器网络的覆盖优化,首先对监测区域进行Delaunay图划分,通过Delaunay图的顶点构造粒子群算法的适应度函数,把覆盖率的最大化问题转化为最小问题。最后在试验阶段,分别做了不同的传感半径以及离散化程度对比,分析了传感半径以及离散化栅格点数对覆盖性能的影响。并对实现统一功能的算法进行相关项的对比,仿真实验表明,本文所提出的方法有很大的效果。
其他文献
随着Internet在全世界的普及与发展,越来越多的人们通过互联网足不出户地分享信息资源。计算机网络已经和人们的生活紧密的联系在一起,成为大家生活中不可或缺的一部分。但是
软件系统越来越复杂,实现软件需求到设计模型、代码、测试用例等软件产品的跟踪也变得越来越重要。需求跟踪是一种有效的控制手段,它能保持软件开发工作对需求的一致性。需求
随着计算机技术和网络技术突飞猛进的发展,计算机网络技术的应用与人们的社会生活联系越来越紧密,对人们的工作和生活带来了巨大的便利,而网络安全也成为人们目前必须解决的
随着移动通信网络的迅速普及和智能手机的广泛使用,基于位置服务(Location based Services,LBS)为我们的生活提供了巨大的便利。基于位置服务综合了定位、移动通讯、地理信息
伴随着互联网新兴媒体的出现,信息传播手段日益进步,我们逐步摆脱了信息获取渠道和内容的局限,但是这同时又带来了信息过载、传播失控等伴随问题。人们每天都接触着海量的新
随着Internet的日益普及以及商务应用的逐渐丰富,网络的安全性已经直接影响着Internet发展的前景。拒绝服务攻击(DOS)和分布式拒绝服务攻击(DDOS)由于容易实施、难以防范、难
自云计算的概念推出以来,它在产业界以及学术界便成为了广受关注的信息技术,但由于云计算存在关于资源共享带来的安全问题,故它的快速发展受到了制约。在云安全方面,云服务提
制造业信息化给传统制造企业的经营过程带来了深刻的变革,面对越来越复杂的制造流程,基于传统组织架构职能部门的协作难以从整体上保证流程的最佳性能。从资源利用效益最大化
近年来移动通信发展迅猛,特别是近二十年来,移动通信系统的发展及更新换代速度更是令人震惊。移动通信从根本上满足了人们日益增长的随时随地进行信息交流的需求。而移动通信
图像分类的准确性关系到用户图像检索时的体验,传统的图像分类方法适合处理少量数据,分类准确度较低。随着多媒体技术的发展,日益增长的图像数据给图像分类技术带来了新的挑