简论粒子无线传感器网络节点动态部署

论文导读：
摘要：无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)是近年来学术界探讨的热点领域,涵盖了传感、通信、电子等前沿领域。由于具有自组织性与鲁棒性等优点,无线传感器网络十分适合在恶劣环境下从随机抛洒的布设模式获取被监测区域信息。随之而来地,由节点随机抛洒所带来的监测空洞、网络连通等不足,将严重影响网络的正常工作。本论文主要探讨无线传感器网络节点动态部署技术。针对两种不同的运用场景提出了不同的部署对策。两种部署对策均从消除网络监测空洞、提高网络整体覆盖率为主要目标,同时兼顾部署效率与实现可行性。全文首先概括地简介了无线传感器网络的结构与特性并具有针对性地简介了节点部署的评价指标。结合具体运用场景,使用上面陈述的内容分析已有无线传感器网络部署对策,分别提出了从下两种部署对策：(1)基于虚拟力的节点分簇部署对策。该对策将部署分为簇间部署与簇内节点部署两个阶段。首先依据位置信息对网络进行分簇,簇间部署仅对簇整体移动,使初期密集布设的节点进行有效分散。为增强分散效果又引入了一种簇分裂机制。依据两阶段移动单位的特征与目的分别为两阶段部署设计了不同的虚拟力算法公式。该部署对策明显改进了基于虚拟力部署对策在大量节点密集布设网络中对区域覆盖的优化效果。(2)基于虚拟力导向粒子群算法的节点部署对策。该对策针对既包含静态节点又包含移动节点网络的混合部署。考虑到虚拟力算法在混合部署中的问题——移动节点受静态节点虚拟力束缚无法移动从及粒子群优化算法在混合部署中的问题——收敛速度慢、全局搜索能力不强,将虚拟力算法与粒子群优化算法结合,给出了分布式实施这一算法的部署对策。该部署对策在优化效果与收敛速度上显著优于仅依靠虚拟力算法或粒子群优化算法的部署对策。依据二元感知模型,分别对两种对策进行了仿真,结果表明两种对策的改进效果显著,且使用其优化后的网络覆盖率均可达到90%从上。关键词：无线传感器网络论文动态部署论文分簇论文虚拟力论文粒子群算法论文
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Abstract5-9
1 绪论9-15

1.1 课题探讨背景与作用9-10

1.1 课题探讨背景9-10

1.2 课题探讨作用10

1.2 无线传感器网络概述10-13

1.2.1 无线传感器网络系统结构10-12

1.2.2 无线传感器网络特征12-13

1.2.3 无线传感器网络探讨与运用热点13

1.3 无线传感器网络探讨近况13-14

1.4 探讨内容与论文结构14-15

2 无线传感器网络节点部署技术15-23

2.1 传感器网络节点部署15-19

2.

1.1 无线传感器网络覆盖制约15-16

2.

1.2 节点部署分类16-17

2.

1.3 节点部署评价标准17-19

2.2 模型建立19-22

2.1 节点感知模型19-21

2.2 仿真模型21-22

2.3 本章小节22-23

3 基于虚拟力的节点分簇部署对策23-41

3.1 虚拟力算法与节点部署23-25

3.2 不足分析与策略25-32

3.

2.1 节点部署中的虚拟力算法分析25-30

3.

2.2 算法思路30-32

3.3 基于虚拟力的分簇部署对策设计32-36

3.1 网络分簇算法32-34

3.2 虚拟力计算34-35

3.3 移动对策35-36

3.4 仿真与分析36-40

3.4.1 仿真环境与参数设定36-37

3.4.2 仿真结果与分析37-40

3.5 本章小结40-41

4 基于虚拟力导向粒子群算法的节点部署对策41-55

4.1 粒子群优化算法与节点部署42-46

4.

1.1 群智能介绍42-43

4.

1.2 粒子群算法原理43-45

4.

1.3 相关工作45-46

4.2 不足分析与策略46-48

4.3 基于虚拟力导向粒子群算法部署对策设计48-50

4.

3.1 虚拟力对粒子意义48-49

4.

3.2 虚拟力导向粒子群优化算法设计49-50

4.

3.3 优化部署流程50

4.4 仿真与分析50-54

4.1 仿真环境与参数设定50-52

4.2 仿真结果分析52-54

4.5 本章小结54-55

结论55-56
参考文献56-60
攻读硕士学位期间发表学术论文状况60-61
致谢61-62