基于蚁群算法无线传感器网络覆盖问题研究.pdf

分类号 TP3 密级

UDC 注 1


学位论文
基于蚁群算法的无线传感器网络覆盖问题的研究
(题名和副题名)

赵旭
(作者姓名)

指导教师姓名雷霖教授
电子科技大学成都
(职务、职称、学位、单位名称及地址)

申请学位级别硕士专业名称检测技术与自动化装置
论文提交日期 论文答辩日期
学位授予单位和日期电子科技大学
答辩委员会主席
评阅人

2007 年 5 月日


注 1:注明《国际十进分类法 UDC》的类号
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作
及取得的研究成果。据我所知,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发表或撰写过的研究成果,也不包含为
获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。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
说明并表示谢意。

签名: 日期: 年月日

关于论文使用授权的说明
本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文
的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,
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(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)

签名: 导师签名:
日期: 年月日
摘要
摘要
随着微型机电系统技术、无线通信和数字电子技术的发展,由低成本、低功
耗、多功能的无线传感节点组成的无线传感网络得到迅速发展。传感器网络是由
传感器节点自组织的形成网络,节点将监测数据通过无线链路直接或间接地发送
到数据收集节点或基站,最后传送到用户终端。从而实现物理世界、计算世界以
及人类社会三元世界的连通。无线传感器网络被认为是对 21 世纪产生巨大影响力
的技术之一。
新技术在带来应用机会的同时,也带来了新的研究问题。为了让无线传感器
网络能够完成目标监测和信息获取任务,必须保证无线传感器节点能有效地覆盖
被监测区域或目标。覆盖控制就是应用于解决上述问题,即在保证一定的服务质
量条件下,达到网络覆盖范围最大化,提供可靠的区域监测和目标跟踪服务。如
何达到网络覆盖的最优化,并且在优化的过程中考虑到与其相关的属性(如节能、
连通性、路由选择等),成为目前研究覆盖控制方面的主要课题。
覆盖控制问题其实在很多方面都可以转化为组合优化问题。一种基于蚂蚁种
群的新型优化算法——蚁群算法,在求解大规模组合优化问题上显示了强大的实
力。本论文针对传感器网络中的区域覆盖和栅栏覆盖问题,结合蚁群算法来解决
其中存在的组合优化问题。并对基本蚁群算法提出改进,使得优化速度得到了显
著的提高,有效的克服了该算法收敛速度慢的缺陷,使之适用于无线传感器网络。
最后通过仿真实验与原有用于覆盖控制的贪婪算法和 Dijkstra 算法进行了比较,证
明了算法的可靠性和有效性。



关键词:无线传感器网络,覆盖控制,蚁群算法,集合覆盖




- I -
ABSTRACT
ABSTRACT
With the development of MEMS, munication and digital electronics
technology, wireless posed of sensor nodes which are of low cost,
low power and multifunction has developed in a high speed. Wireless work is
anized by nodes. Sensor nodes send the data to sink node or base station directly
or indirectly through radio link, finally the data are sent to user terminals. Wireless
work realized the anastomosis among the physical world, computer world and
the human society, which is also recognized as one of the most influential technology in
twenty one cent