wsan智能协同控制算法研究

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1、.分类号密级硕士学位论文题目：WSAN智能协同控制算法研究英文并列题目：ResearchonIntelligentCoordinationControlforWirelessSensorandActorNetworks研究生：高云专业：控制科学与工程研究方向：控制理论与控制工程导师：王艳指导小组成员：学位授予日期：2016年6月答辩委员会主席：纪志成江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二○一六年六月■独创性声明本人声明所呈交的学化论文是本人在导师指导下进巧的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文

2、中特别加Ｗ椅注和致谢的地方外，论文中不包含其他人巴经发表或撰写过的研兒成果也不包含本人为获得江南，大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论丈中作了明确的说明并表示谢意。签名：為日期：如ｉｌ？？ｂ■＊关于论文使用授权的说明本学化论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权保留并向国家有关部口或机拘送交论文的复印件和巧盘，允许论文被查阅和借閑可Ｗ将学位论文的全部或部分入，内容編有关数据库

3、进巧检索，可《采用影印、缩印或打描等复制手段保存、汇編学化论文，并且本Ａ电子文梧的内容和纸质论文的一致内容相。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。签名：确导师签名：Ａ胃曰期；＊＾１名１心２摘要摘要无线传感执行网络（WirelessSensorandActorNetworks,WSAN）作为一种新型信息网络已经被研究了十多年，并且基于WSAN的应用正逐步部署于社会的许多领域。相对于传统的无线传感器网络（WirelessSensorNetworks,WSN），WSAN中节点的通信不仅仅存在

4、于传感器节点中，而且还存在于传感器节点与执行器节点，执行器节点与执行器节点之间。为了达到WSAN网络的监测能力和处理能力，有必要在传感器节点与执行器节点之间设立一种协同机制，具体可以分为传感器节点-传感器节点协同（S-S），传感器节点-执行器节点协同（S-A），执行器节点-执行器节点协同（A-A）。对于WSAN协同控制的研究有助于提高WSAN系统感知事件并处理事件的能力，在灾害救助、智能建筑、工厂自动化等领域发挥更大作用。在此背景下，本文研究了WSAN智能协同控制算法，具体研究内容如下：(1)针对WSAN中的传

5、感器节点协同感知与通信问题，在细胞信息交流机理的启发下，提出了一种基于细胞信息交流机理的无线传感执行器网络S-S协同方法。该方法以减少网络冗余负载，减少能耗，增强传输可靠性为改善目标。首先根据事发区域内传感器节点所接收到的事件源信号能量确定感知点集，并根据数据中心处理过程后得到的感知能效值选择最佳感知节点。最后，引入特异性因子动态更新中继节点的选择概率，优化感知数据传输路由。通过仿真验证了该算法的总体性能，且相比于其它算法具有一定的优越性。(2)针对WSAN中节点数据汇集的―漏斗效应‖所导致的网络能量空洞和节点

6、负载不均衡的问题，提出了一种面向S-A协同的WSAN节点数据汇集算法，在蜂群算法的基础上采取自适应更换汇集节点驻留位置的策略。同时，对于汇集节点移动过程中的数据传输问题，采取SINK代理机制与节点数据汇集速率自适应变化相结合的方式，最后通过实验证明提出的算法能够在数据传输实时性的基础上改善WSAN中节点数据汇集造成的能量空洞问题，提高节点数据传输的可靠性和网络MAC层资源利用率，能够提高网络的综合性能。(3)针对WSAN中执行器节点协同工作问题，在细胞趋化机理的启发下，提出一种执行器节点协同算法，以减少任务执行

7、过程中节点的移动距离，提高协同响应速度，改善网络能耗过大，节点能量不均的问题。首先，根据细胞趋化机理，在事件紧急度和事件发生频度基础上决定候选执行器节点的数量并动态改变广播范围，再根据候选节点与事件的距离和剩余能量建立协同响应概率序列，在满足事件完成时间的要求下，根据趋化因子自适应分泌机制，实现参与协同处理的执行器节点最优选择。仿真结果验证了本算法的综合网络性能以及与现有算法相比的优越性。关键词：无线传感执行网络；传感器节点；执行器节点；能耗；协同IAbstractAbstractAsanewtypeofinf

8、ormationnetwork,Wirelesssensorandactuatornetworks(WSANs)haveattractedresearchersformorethanadecade,andmanyWSANapplicationshavealreadybeendeployedallovertheworld.ComparedwithtraditionalWirelessSe