大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋優(yōu)化研究.pdf

1、隨著長江三峽水利樞紐工程的順利推進和周邊城鎮(zhèn)化建設的加快,三峽庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及其變化一直廣受國內(nèi)外關注?，F(xiàn)有的監(jiān)測設備、方法和手段已不能滿足任務要求,迫切需要提高三峽庫區(qū)環(huán)境監(jiān)測的能力。
　　由于無線傳感器網(wǎng)絡具有低成本、自組織、通信靈活、可遠程實時監(jiān)控等特點,無線傳感器網(wǎng)絡在環(huán)境監(jiān)測中的應用成為研究的熱點,本文以三峽庫區(qū)水環(huán)境監(jiān)測為應用背景,針對無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點能量有限的特點,重點研究覆蓋優(yōu)化策略和節(jié)點能量的均衡性來延長網(wǎng)

2、絡的生命周期,在分析現(xiàn)有研究成果的基礎上,提出了適合于三峽庫區(qū)水環(huán)境監(jiān)測的大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋優(yōu)化策略。
　　根據(jù)三峽庫區(qū)水環(huán)境監(jiān)測具有監(jiān)測面積大和分布廣的特點,研究三峽庫區(qū)大規(guī)模無線傳感器水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡的覆蓋特性,并考慮網(wǎng)絡的實現(xiàn)成本,充分利用國內(nèi)外已取得的研究成果,將人工魚群算法應用到無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋優(yōu)化中,以人工魚群算法為基礎,針對人工魚群算法存在后期收斂慢、求解精度不高和易陷入局部值的缺陷,提出了帶反饋策略的混沌人工

3、魚群算法。該算法將具有遍歷性的混沌搜索引入到基本人工魚群算法,在人工魚搜索結(jié)果的基礎上進行混沌局部搜索,避免了算法陷入局部值;同時反饋策略的加入避免了算法后期迂回搜索,提高了收斂速度和求解精度。
　　在完成上述算法研究的基礎上,傳統(tǒng)的覆蓋優(yōu)化策略未考慮傳感器節(jié)點能耗均衡且最小化的冗余節(jié)點覆蓋并不能代表網(wǎng)絡能耗的最小化,提出基于能量管理的無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋優(yōu)化策略,以覆蓋率最大化和網(wǎng)絡能耗最小化搭建數(shù)學模型。仿真結(jié)果表明該策略能夠在