基于WSN的分簇式拓扑控制算法研究

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1、／分类号ＴＰ３９１学位代码３〇ｆ靴代码１０２９８密级化学号３１３０１１６＊学论费气帝文题目：基于ＷＳＮ白知簇娩扑捏去償鄭法研究＾作者：卢欣＾专业：计算机应雕术研究方向：计龍网络指导教师：朱正礼二〇—六年六月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，瞭文中色经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体色经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中＂

2、明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者（本人签違）：年备月曰＞化／／气学位论文出版授权书本人及导师完全同意《中国博壬学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕壬学位论文。＂ＷＷＷ‘．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ）全文数据库出版章程》ａ乂下简称章程，呼，见愿意将本人的学位论文提交＂国学术期巧、《（光盘版）电子杂志社在《中国博击学位论文全文数据库》中国优秀硕壬学位论文全文数据库》中全文发表和Ｌ乂电子、网络形式公开出脱并同意编入ｃｍ《中国知识资源。。总库》，在《中国博硕壬

3、学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按章程规。关益定旱受相权论密级：文＞化妨拭□）俗忘）｜开（月至月（巧巧化矣在密速守保密＿年＿＿＿＿年＿＿密營ｔ《＾：；导师签名作者签名气告月日＿月曰－－年＾年＾＞４Ｕ＾＾致谢值此论文完成之际，谨向在这三年里给予我指导、关心和帮助的老师、领导、同学和亲人们致以衷心地感谢！首先衷心感谢我的导师朱正礼老师！在三年的学习和研究工作中，他给予了我悉心的指导和无私的帮助。朱老师在百忙中经常关心我的研究进展，给了我很多建议和指导。他严谨的治学作风和高深的学术造诣

4、给了我极大的影响，朱老师对我的指导和培养将使我终生受益。其次感谢南京林业大学信息院的所有老师们！他们为我提供了有利的学术支持和良好的学习氛围，使我受益匪浅。还要感谢师兄孙连文、师姐朱红红、同门张傲雪，还有实验室的同学们，是他们在课题研究过程中给予我极大的帮助！感谢所有关心我、帮助我的同学和朋友们！感谢我的家人对我的关心、理解、支持和鼓励，没有他们的支持也不会有我三年的研究生生活。最后感谢论文评审老师们，感谢老师的批评指正！作者：卢欣二○一六年六月摘要无线传感器网络是21世纪的新型无线网络，它的出现极大地影响着人们生活和工作

5、。传感器的节点能量有限，同时部署环境十分不利，更换电池在实际操作中是难以实现的。能量有限问题一直是限制无线传感器网络发展的关键问题。为了使网络中节点的能量得到最大限度的利用，如何部署节点使能量高效化来延长网络寿命成为无线传感器网络的根本所在。对此，本文重点研究了基于分簇的拓扑控制算法，详细分析了分簇算法的不足，提出了基于SVR和圆形区域划分的GAF分簇算法优化，同时又提出了基于SVR和PSO的LEACH算法优化。本文所做工作如下：（1）针对GAF算法的单元格划分的不足以及连通性问题，提出了基于SVR和圆形区域划分的GAF分

6、簇算法优化。对GAF算法进行了两方面的分簇优化：首先是引入SVR模型，优化了虚拟单元格的划分，将原本的正方形区域划分为圆形区域；其次结合网络连通性的问题，改变节点的通信半径。最后进行仿真实验，结果表明本文提出的算法能优化网络性能，降低能耗，延长网络寿命。（2）针对LEACH算法的簇头分布不合理以及簇头选择的随机性，提出了基于SVR和PSO的LEACH算法优化。先引入SVR技术，结合节点的具体位置，用支持向量划分区域，使每个区域都能产生簇头，改善簇头分布不合理的问题。随后优化簇头选择方式，选出簇头候选集，将其中的节点作为PS

7、O算法的初始粒子，然后进行寻优，迭代搜索出最佳簇头。最后进行仿真实验，结果表明本文提出的算法在降低能耗、延长网络寿命方面有一定的优势。关键字：无线传感器网络；分簇优化；GAF算法；LEACH算法；簇头选择ResearchonClusteringTopologyControlAlgorithmBasedonWirelessSensorNetworkAbstractWirelesssensornetworkisanewwirelessnetworkinthe21stcentury.Itsappearancegreatlyaff

8、ectspeople'slifeandwork.Aslimitedenergyofsensornodesandtheadversedeploymentenvironment,itisdifficulttoreplacethebatteryintheactualoperation.Theproblemof