无线传感执行网络的协同控制方法研究_电气工程及其自动化.rar

摘要:无线传感器网络在不断地发展扩大，研究者将注意力放在了如何更加高效的获取信息并且做出快速反应.无线传感执行网络的诞生，正解决了这一问题.无线传感执行网络在无线传感器网络的基础上引入了若干执行器，通过这些执行器可以对接收到的信息做出快速地响应，完成目标任务.无线传感执行网络是新兴的研究领域，一些挑战性问题还有待解决，比如节点协作问题.

本文研究的方向正是无线传感执行网络的协作机制问题，重点研究的执行器与执行器之间的协作、传感器与传感器之间的协作.针对无线传感执行网络中多执行器的协作问题，本文提出了一种基于人工免疫算法的智能执行器协调机制，可以选择出完成协作任务的最优执行器.针对传感器与传感器之间的协作，本文提出了一种基于蚁群算法的智能传感器协调机制，可以节省节点的能量，从而延长网络寿命.文中把两个设计方案在Matlab环境中进行了仿真，分析了仿真结果，最后证明了方案的合理性和优越性.

无线传感执行网络具有巨大的应用价值和前景，应用于许多领域内，比如农业生产、战场侦察、自动化生产等等，所以开展相关方面的研究具有很大的科学意义．

关键词：无线传感执行网络；协同机制；蚁群算法；人工免疫算法

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1课题研究背景与意义-1

1.2国内外研究现状-1

1.3无线传感执行网络综述组成及特点-3

1.3.1无线传感执行网络基本组成-3

1.3.2无线传感执行器网络节点硬件结构-3

1.3.3无线传感执行网络网络结构-4

1.3.4无线传感执行网络的特点-5

1.3.5无线传感执行器网络通信协议-6

1.4 WSANs协同控制原理-6

1.4.1节点需要协作的原因-7

1.4.2设计协作方案需考虑的问题-7

1.4.3执行器-执行器之间的有效协作-7

1.5本文的研究工作及论文结构-8

第二章 WSANs智能传感器节点间的协同机制-9

2.1蚁群算法简介-9

2.2WSANs智能传感器节点间协同机制描述-9

2.3WSANs智能传感器协调机制引入蚁群算法的原因-9

2.4建立模型-10

2.4.1建立网络模型-10

2.4.2建立无线模型-10

2.5算法的实现-11

2.6基于蚁群算法传感器协作机制具体操作-12

2.7本章小结-13

第三章 WSANs智能执行器节点间的协同机制-15

3.1设计方案的预期目标-15

3.2人工免疫算法-15

3.2.1生物学依据-15

3.3WSANs智能执行器节点间的协同机制描述-16

3.4建立模型-16

3.4.1无线传感执行网络多执行器协作问题数学描述-16

3.4.2人工免疫算法的可行性分析-17

3.4.3人工免疫算法的步骤-17

3.5多执行器协作问题的人工免疫算法求解-18

3.5.1任务设想-19

3.5.2亲和力计算-20

3.5.3免疫抗体克隆-21

3.5.4基因变异操作-21

3.5.5抗体群更新-22

3.5.6求出最优解-22

3.5.7最优执行器协作完成任务-23

3.6本章小结-23

第四章 结果分析-25

4.1基于蚁群算法传感器协同机制仿真及分析-25

4.2基于人工免疫算法多执行器协同机制仿真及分析-26

4.3本章小结-28

第五章 结论与展望-29

5.1结论-29

5.2不足之处及未来展望-29

参考文献-30

致  谢-32