三峽庫區(qū)水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的覆蓋優(yōu)化算法.pdf

1、三峽庫區(qū)水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的覆蓋優(yōu)化算法⑧重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(專業(yè)學(xué)位)學(xué)生姓名：趙貞貞指導(dǎo)教師：仲元昌副教授學(xué)位類別：工程碩士(電子與通信工程領(lǐng)域)重慶大學(xué)通信工程學(xué)院二O一二年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要摘要三峽工程自竣工以來，給人們的生產(chǎn)和生活帶來了許多福澤與便利，但與此同時，三峽庫區(qū)的水環(huán)境污染情況也目益嚴重。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用在各個領(lǐng)域中的不斷深入，基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三峽庫區(qū)水環(huán)境監(jiān)測的相關(guān)技術(shù)研究成為熱門。針對無線

2、傳感器網(wǎng)絡(luò)能量供給有限的特點，使全網(wǎng)生命周期延長的節(jié)能策略是研究的重中之重。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能策略包括節(jié)能路由策略、覆蓋優(yōu)化策略以及數(shù)據(jù)融合策略等。本文以三峽庫區(qū)水環(huán)境監(jiān)測為應(yīng)用背景，尤其針對三峽水庫的大規(guī)模區(qū)域特性，研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋優(yōu)化策略。在分析和總結(jié)現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，提出一種基于改進粒子群優(yōu)化算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋優(yōu)化策略。首先，對三峽庫區(qū)水環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用背景進行調(diào)研，針對實際監(jiān)測環(huán)境的“監(jiān)測面積大、分布廣”的區(qū)

3、域特性，并考慮實現(xiàn)成本，選取混合型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型，充分利用國內(nèi)外已取得的研究成果，將粒子群優(yōu)化算法作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋優(yōu)化策略。針對現(xiàn)有覆蓋優(yōu)化算法存在早熟、收斂性差以及易陷入局部搜索的缺點，在標(biāo)準粒子群優(yōu)化算法的基礎(chǔ)上，提出帶收縮因子的混沌白適應(yīng)粒子群優(yōu)化算法(CCAPSO)。該算法基于帶收縮因子的粒子群優(yōu)化模型，使用改進的混沌Tent映射對群體的初始狀態(tài)做初始混沌化，并用產(chǎn)生的混沌序列代替原有算法模型中的隨機參數(shù)；同時，引入

4、聚集度指標(biāo)，實現(xiàn)參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整。實驗結(jié)果表明，該算法具有更好的優(yōu)化特性。在完成上述算法研究的基礎(chǔ)上，提出基于該算法的混合型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋優(yōu)化策略，以三峽庫區(qū)水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測為實際應(yīng)用背景搭建數(shù)學(xué)模型，提出新的覆蓋布爾因子概念，構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化覆蓋模型。實現(xiàn)對三峽庫區(qū)水環(huán)境監(jiān)測中的混合型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋優(yōu)化。理論分析與實驗結(jié)果表明：本文提出的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋優(yōu)化策略，能夠適用于大規(guī)模特性的三峽水庫，并有效提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋