基于遗传策略的无线传感器网络拓扑控制研究

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1、万方数据学校代号：10536学号：11108010830密级：公开长沙理工大学硕士学位论文基于遗传策略的无线传感器网络拓扑控制研究学位申请^姓名周趟指导老师肖嗵所在学院过簋扭曼逗篮王猩堂院专业名称趱值墩论文Ij是交日期垫!垒生三旦论文答辩日期2Q!垒生至旦答辩委员会主席旌苤垡万方数据ResearchonTopologycontrolforWirelessSensorNetworksbyZhouZhiqianB．E．(HunanUniversityofHumanities，ScienceandTechnology)201Athesissubmitt

2、edinpartialsatisfactionoft_heRequirementsforthedegreeofCommunicationandInformationSystemsChangshaUniversityofScience&Technology万方数据长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果

3、由本人承担。八．作者签名：I≮、】乞多／日期：力。f甲年多月弓日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“√

4、”)一：同铂导师签名：肖痉

5、甬．J日期沙f丫年占月多日日期：扣l中年b月弓日万方数据摘要无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，wSN)是由大量廉价且能量有限的无线传感器节点组成，网络具有自组织、分布式的特点。随着无线通信、传感器、嵌入式等一系列技术的高速发展，无线传感器网络的应用开始逐渐普及，在环境监测、智能家居、国防军事等领域都具有广泛的应用前景。拓扑控制是无线传感器网络研究的核心问题之一，合理的网络拓扑结构对于无线传感器网络尤为重要，在降低网络节点能耗，延长网络生存周期，减少节点问相互干扰并提高路由协议效率等方面具有重要

6、意义。本文详细地探讨了无线传感器网络拓扑控制算法，对遗传算法进行了研究和分析，把遗传算法和无线传感器网络拓扑控制相结合。从功率控制的角度出发，提出了一种基于遗传算法的无线传感器网络k连通容错拓扑控制算法，该算法把网络的k连通作为约束条件，使用遗传算法寻找网络节点的最优发射半径，使网络的总能量消耗尽可能低。实验结果表明：该算法不仅可以极大的减少冗余链路，减少节点能量的消耗，而且能保证网络的连通性，使网络维持一个较优的网络拓扑结构。从层次控制的角度出发，提出了一种基于遗传算法的WSN分簇节点睡眠调度算法，算法思想是首先利用节点位置信息及节点剩余能量对

7、网络进行分簇，当分簇结束后，综合考虑簇内节点剩余能量、簇内覆盖率和重复覆盖面积等因素对簇内节点进行睡眠调度，使拓扑结构得到进一步优化。实验结果表明：同LEACH算法和LEACH．GAHS算法对比，该算法有效地均衡了节点间能量消耗并延长了网络的生存周期。关键词：无线传感器网络；遗传算法；拓扑控制；k连通；睡眠调度万方数据ABSTRACTWirelesssensornetworkiscomposedofalargenumberofcheapwirelesssensornodeswithlimitedenergy,thenetworkhasself-o

8、rganization，distributedcharacteristics．Withtherapiddevelopmentofwirelesscommunications，sensorsandembeddedsystem，wirelesssensornetworkshasbeenwidelyused，especiallyinthefieldofenvironmentalmonitoring，smarthome，andindustrialmonitoringapplications．Topologycontrolisoneofthecoreiss

9、uesinwirelesssensornetworks．Reasonablenetworktopologyisofparamountim