基于群智能优化算法的WSN节点部署问题研究

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文基于群智能优化算法的WSN节点部署问题研究学位申请人：喻松学科领域：计算机软件与理论校内导师：曹义亲教授答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经

2、发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，无保密内容。本人签名____________导师签名__________

3、日期___________摘要基于群智能优化算法的WSN节点部署问题研究摘要目前，无线传感器网络(WSN)节点的部署研究主要是在静态节点的部署研究上，对移动节点的部署研究相对较少，针对于这一研究问题，本文开展了基于群智能优化算法的WSN节点部署研究。本文在已有的群智能算法的研究基础上，针对于WSN节点存在的部署不均匀问题，首先，对已有PSO算法进行研究，针对于PSO未考虑种群所有个体的历史最优位置问题，引入了一种扩展的拟态物理学优化算法，确保在节点部署时，不只是单纯参考自身和种群的历史最优位置，而是需要综合考虑种群所有WSN节点的历史最优位

4、置，避免标准PSO算法在空间搜索陷入局部最优，提出了一种改进的PSO动态WSN节点部署算法。旨在使算法的种群多样性更优，部署精度更高，同时节省网络能耗，提供异构网络支持，并延长网络生存时间。其次，针对于虚拟力(VF)算法在WSN全局优化时可能受固定WSN节点对移动WSN节点虚拟力限制的特点，提出了一种基于改进虚拟力的启发式移动节点部署算法。针对虚拟力算法前期节点部署随机分布过疏或过密问题，通过反向初始化对其进行改进；针对算法后期难以跳出局部最优的问题，使用混沌映射对其进行改进；针对引力叠加问题，引入拉格朗日法，使其吸引力与排斥力相互抵消，从

5、而达到WSN节点优化部署的目的。最后，将PSO和VF算法相结合，为了提高部署精度，在前面改进的两种算法基础上，提出一种基于改进VFPSO的WSN移动节点部署算法。仿真结果证明，本文提出的改进VFPSO可以有效的提高网络覆盖质量。关键词：无线传感器网络(WSN)，粒子群优化，虚拟力(VF)，VFPSO，覆盖质量IAbstractRESEARCHONWIRELESSSENSORNETWORKSNODEDEPLOYMENTPROBLEMBASEDONSWARMINTELLIGENTOPTIMIZATIONALGORITHMABSTRACTAtpr

6、esent,theresearchonthedeploymentofwirelesssensornetworks(WSN)nodesmainlyfocusesonthedeploymentofstaticnodes，whereasstudiesonthedeploymentofmobilenodesstandsrelativelyfew.Aimatthisresearchissue,thispaperdevelopsaWSNnodestudybasedontheswarmintelligentoptimizationalgorithmDep

7、loyment.Basedontheexistingresearchofswarmintelligencealgorithm,thispaperconcentratesontheproblemofnon-uniformdeploymentofWSNnodes.Firstly,theexistingPSOalgorithmisstudied.InviewofthefactthatPSOdoesnotconsiderthehistoricaloptimallocationofallindividualsinthepopulation,Anext

8、endedmimicryphysicsoptimizationalgorithmensuresthatwhendeployinganode,itnotonlyreferstoth