基于微粒群算法和能量管理的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)調(diào)度.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)的一種全新信息獲取和處理技術(shù)。由于其在許多應(yīng)用領(lǐng)域中具有重要的實(shí)用價(jià)值，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是對(duì)21世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一，成為學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。
　　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)依賴電池供電，電池能量有限，且傳感器節(jié)點(diǎn)一旦配置后，由于工作環(huán)境等因素的限制很難對(duì)電池進(jìn)行充電或更換，因此如何對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行能量管理，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能量消耗是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟硬件設(shè)

2、計(jì)中的核心問(wèn)題。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)密度大，網(wǎng)絡(luò)中存在大量的冗余節(jié)點(diǎn)，全部節(jié)點(diǎn)同時(shí)工作會(huì)浪費(fèi)大量能量。一種能量管理的有效方法是調(diào)度一些節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠狀態(tài)，而另外一些節(jié)點(diǎn)處于工作狀態(tài)，再輪換節(jié)點(diǎn)使其輪流工作。節(jié)點(diǎn)調(diào)度的目標(biāo)是調(diào)度盡可能多的冗余節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠狀態(tài)，減少不必要的能量消耗，以延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。
　　本論文基于經(jīng)典的LEACH分簇協(xié)議，在保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的基礎(chǔ)上，同時(shí)根據(jù)簇內(nèi)能量消耗最小原則，將節(jié)點(diǎn)調(diào)度轉(zhuǎn)化為一個(gè)組合優(yōu)化問(wèn)題，利用微

3、粒群優(yōu)化算法在求解復(fù)雜優(yōu)化問(wèn)題方面的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)微粒群算法做出了改進(jìn)，對(duì)適應(yīng)度值不同的微粒賦予不同的慣性權(quán)重，使算法既具有良好的空間探索能力又有良好的局部挖掘能力；在群體最優(yōu)信息陷入停滯時(shí)引入變異算子，對(duì)聚集在局部最優(yōu)微粒附近的微粒的位置和速度進(jìn)行變異操作，使算法擺脫局部最優(yōu)點(diǎn)的束縛。仿真實(shí)驗(yàn)表明本文所研究的節(jié)點(diǎn)調(diào)度算法是正確、有效的，具有良好的節(jié)能效果。與標(biāo)準(zhǔn)微粒群算法相比，算法的全局搜索能力和收斂速度都得到了顯著