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《能量采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量預測及分簇算法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號______________________________密級______________________________ＵＤＣ______________________________編號______________________________全日制專業(yè)學位碩士論文能量采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量預測及分簇算法學位申請人：潘澤中學科領(lǐng)域：計算機技術(shù)指導教師：朱路副教授答辯日期獨創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進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或其他教育機構(gòu)的學位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。本人簽名_______________日期____________關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解華東交通大學有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有權(quán)保留送交論文的復印件，允許論文被查閱和借閱。學?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復制手段保存論文。保密的論文在解密后遵守此規(guī)定，本論
3、文無保密內(nèi)容。學生本人簽名日期校內(nèi)導師簽名日期摘要能量采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量預測及分簇算法摘要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetworks，WSN)節(jié)點由容量有限的電池供電，存在嚴重的能量約束問題。能量采集無線傳感器網(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)點能量受限問題。由于采集的能量受隨機性環(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測及能耗均衡的異構(gòu)分簇算法，并設(shè)計網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化方法。主要工作包括：1)基于自適應濾波器的能量預測算法。該算法通過記錄傳感器節(jié)點環(huán)境能量采集的歷史數(shù)據(jù)，利用s階自適應濾波器對未來能量進行預測。以實際觀測值與預測值間誤差的歸一化最小平方根為參數(shù)，自適應更新濾波器系數(shù)，實時跟隨環(huán)境變化，從而實現(xiàn)高精度的能量預測。仿真結(jié)果表明，在與傳統(tǒng)算法的對比下，本算法以綜合更低的資源占用，獲得較高的預測精度。2)基于EH-WSN的能耗均衡異構(gòu)分簇協(xié)議（DE
5、HCH）。針對原始LEACH協(xié)議的不足，根據(jù)節(jié)點剩余能量、節(jié)點能量采集機會以及節(jié)點到基站的距離三個因子，對分簇算法的簇頭選擇進行了改進。使與基站距離越近、能量采集機會和剩余能量越大的傳感器節(jié)點成為簇頭的概率相對越大。仿真結(jié)果表明，DEHCH協(xié)議可使網(wǎng)絡(luò)的負載平衡能力提升，有效地提高了EH-WSN的性能。3)針對固定性能網(wǎng)絡(luò)不能適應能量采集環(huán)境變化的不足，提出了自適應環(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)點平均剩余能量狀態(tài)，實時自適應調(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)點活動率的同時，自動調(diào)整網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信速率，達到更高的數(shù)據(jù)吞吐量。關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，能量采集，能量預測，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
