森林环境监测中无线传感网分簇拓扑结构设计

摘要

森林作为自然资源的主要组成部分，有着重要的社会价值和自然价值。利用现代高新技术对森林环境展开监测，有助于人们对森林资源的合理经营和宏观调控，推动森林价值最大化。无线传感器网络是通过大量无线传感器节点形成的自组织网络，具有低成本低功耗多功能的优点。无线传感网技术可应用于森林环境监测，但无线传感网整体能量有限且无法再充电的特性也限制了其在森林环境监测上的发展，因此，节能型森林环境监测无线传感网成了研究热点。 本文参考实际森林环境的特性及监测需求，建立基于森林环境监测的无线传感网模型，采用簇首定位、分簇、路径规划三种措施，深入探讨能量高效利用的无线传感网分簇拓扑结构。差分进化算法是一种种群优化算法，借鉴其强鲁棒性、适应性、易扩性等优点，在簇首定位方案中仿真研究差分进化算法控制参数、变异策略对优化性能的影响，求解出该方案下合理的控制参数组合值和变异策略；为进一步改善性能，且考虑到控制参数对算法性能影响较大，分别提出了基于模拟退火参数自适应差分进化的分簇方案和基于双混沌模拟退火参数自适应差分进化的路径规划方案，并仿真证明提出的改进型算法的优越性，延长了森林环境监测无线传感网的寿命周期。

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