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《能量采集無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量預(yù)測(cè)及分簇算法》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類號(hào)______________________________密級(jí)______________________________ＵＤＣ______________________________編號(hào)______________________________全日制專業(yè)學(xué)位碩士論文能量采集無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量預(yù)測(cè)及分簇算法學(xué)位申請(qǐng)人：潘澤中學(xué)科領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)技術(shù)指導(dǎo)教師：朱路副教授答辯日期獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和
2、致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表和撰寫的研究成果，也不包含為獲得華東交通大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。本人簽名_______________日期____________關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明本人完全了解華東交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱。學(xué)校可以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。保密的論文在解密后遵守此規(guī)定，本論
3、文無(wú)保密內(nèi)容。學(xué)生本人簽名日期校內(nèi)導(dǎo)師簽名日期摘要能量采集無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量預(yù)測(cè)及分簇算法摘要無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetworks，WSN)節(jié)點(diǎn)由容量有限的電池供電，存在嚴(yán)重的能量約束問題。能量采集無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(EnergyHarvestingWSN，EH-WSN)利用能量采集技術(shù)，可以收集環(huán)境中的可用能量為網(wǎng)絡(luò)供電，有效地緩解了傳感器節(jié)點(diǎn)能量受限問題。由于采集的能量受隨機(jī)性環(huán)境變化的影響，具有明顯的日、季節(jié)變化，以及不連續(xù)性和不確定性。如何在變化的采集能量下，使網(wǎng)絡(luò)持續(xù)穩(wěn)定工作，
4、同時(shí)發(fā)揮最大性能是EH-WSN研究面臨的主要問題。本文在此背景下研究能量預(yù)測(cè)及能耗均衡的異構(gòu)分簇算法，并設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化方法。主要工作包括：1)基于自適應(yīng)濾波器的能量預(yù)測(cè)算法。該算法通過記錄傳感器節(jié)點(diǎn)環(huán)境能量采集的歷史數(shù)據(jù)，利用s階自適應(yīng)濾波器對(duì)未來(lái)能量進(jìn)行預(yù)測(cè)。以實(shí)際觀測(cè)值與預(yù)測(cè)值間誤差的歸一化最小平方根為參數(shù)，自適應(yīng)更新濾波器系數(shù)，實(shí)時(shí)跟隨環(huán)境變化，從而實(shí)現(xiàn)高精度的能量預(yù)測(cè)。仿真結(jié)果表明，在與傳統(tǒng)算法的對(duì)比下，本算法以綜合更低的資源占用，獲得較高的預(yù)測(cè)精度。2)基于EH-WSN的能耗均衡異構(gòu)分簇協(xié)議（DE
5、HCH）。針對(duì)原始LEACH協(xié)議的不足，根據(jù)節(jié)點(diǎn)剩余能量、節(jié)點(diǎn)能量采集機(jī)會(huì)以及節(jié)點(diǎn)到基站的距離三個(gè)因子，對(duì)分簇算法的簇頭選擇進(jìn)行了改進(jìn)。使與基站距離越近、能量采集機(jī)會(huì)和剩余能量越大的傳感器節(jié)點(diǎn)成為簇頭的概率相對(duì)越大。仿真結(jié)果表明，DEHCH協(xié)議可使網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載平衡能力提升，有效地提高了EH-WSN的性能。3)針對(duì)固定性能網(wǎng)絡(luò)不能適應(yīng)能量采集環(huán)境變化的不足，提出了自適應(yīng)環(huán)境能量跟隨網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化算法。使網(wǎng)絡(luò)能夠跟隨環(huán)境能量可用情況以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)平均剩余能量狀態(tài)，實(shí)時(shí)自適應(yīng)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化因子。仿真結(jié)果表明，算法在不同
6、能量采集環(huán)境下，在保證一定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)活動(dòng)率的同時(shí)，自動(dòng)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信速率，達(dá)到更高的數(shù)據(jù)吞吐量。關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，能量采集，能量預(yù)測(cè)，分簇算法，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化IAbstractENERGYPREDICTIONANDCLUSTERINGALGORITHMINENERGYHARVESTINGWIRELESSSENSORNETWORKABSTRACTWirelessSensornetwork(WSN)nodesexistseriousenergyconstraintproblemsasitspowersupplyb
7、ythelimitedcapacityofthebattery.Energyharvestingwirelesssensornetworks(EH-WSN)usingenergyharvestingtechniquestocollectavailableenergyofenvironmentforthepowersupplynetworkandrelievetheproblemoflimitedsensornodeenergy.Duetotheacquisitionenergyisvulnerableaffe
8、ctedbyrandomenvironmentalchange,hasobviousdailyandseasonalchange,aswellasthediscontinuityanduncertainty.Howtomakethenetworkworksteadyandconsistentlyontheconditionofcollectingenergyinvariation,atthesame
