基于人工神经网络的无线传感器网络拓扑控制是模仿生物神经网路的信息处理系统来实现节省能量的目标，当传感器节点输入的信号矢量总和大于神经元的阈值时，神经元被激活而发放脉冲，则输出信号，根据输出信号和剩余能量来选择节点使之成为簇头节点，初步形成网络拓扑图，其它节点选择距离最近的簇头节点加入簇内，并将自己的信息传递给簇头节点，再结合功率控制优化网络拓扑图，控制簇头的发射功率，使之覆盖的传感器节点数均衡，减少通信过程中的碰撞，提高通信效率。本发明专利技术在保证网络连通性和覆盖度的情况下，尽可能合理高效地使用网络能量，延长整个网络的生存时间，并均衡每个簇内节点，减少节点间通信干扰，提高网络通信效率。
【技术实现步骤摘要】
【技术保护点】
１．一种基于人工神经网络的无线传感器网络拓扑控制方法，其特征在于该方法包含的步骤为：步骤１．基于人工神经网络的簇头选择步骤１１：初始化：ｗｉ［０］＝１／（ｎ＋１），其中ｗｉ是第ｉ个权重值，ｎ是节点总个数；步骤１２：计算矢量：即权重值ｗｉ与输入值ｘｉ的非线性组合；步骤１３：比较矢量ｓｉ大小，选择最大值，定义为ｔｊ，即ｔｊ＝ｍａｘ（ｓｉ），ｊ＝１．．．ｎ；步骤１４：输出为ｙｊ：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｙ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｆ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｔａｂｌｅ）?（／ｍｔａｂｌｅ）?（ｍｆｅｎｃｅｄｏｐｅｎ＝＇｛＇ｃｌｏｓｅ＝＇＇）?（ｍｔａｂｌｅ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｔｈｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＆ｌｔ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｔｈｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（／ｍｔａｂｌｅ）?（／ｍｆｅｎｃｅｄ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）其中θｊ是神经元的阈值，即当输出层的输入值大于神经元的阈值时，输出１，否则输出０；步骤１５：从中选取输出ｙｊ＝１的输入节点为簇头节点，若有多个输出ｙｊ＝１的节点，则优先选择ｔｊ值最大的节点为簇头节点；步骤１６：节点当选簇头以后，发布通告消息告知其他节点自己是新簇头，非簇头节点根据自己与簇头之间的距离来选择加入哪个簇，并返回一个加入信息给簇头，这之后，每个簇头就清楚了它的簇内成员和簇内成员的数目；步骤１７：一次循环结束后，按照上述步骤继续寻找簇头节点，若仍有输出值ｙｊ＝１的节点，还要看剩余能量的多少，剩余能量多的节点优先选择。在每轮循环中，如果节点已经当选过簇头节点，则把θｊ设置为０，这样该节点就不会再次当选为簇头；步骤２．通过控制簇头发射功率优化分簇网络簇头根据簇内节点的加入信息了解到当前分簇网络内的节点总数ｓ（ｉ），根据网络情况可以确定簇头希望簇内成员数目Ｓ（ｉ），若分簇网络内的节点总数ｓ（ｉ）小于簇头希望簇内成员数目Ｓ（ｉ），簇头发射功率增加，反之，簇头发射功率减少，每循环一次功率增加或减少直到分簇网络内的节点总数ｓ（ｉ）与簇内理想节点数目Ｓ（ｉ）相等，则可知目前的分簇网络为理想最优化的网络，此时的发射功率也为簇头节点的发射功率，步骤３．分配ＴＤＭＡ时隙分簇网络优化后，簇头分配传输ＴＤＭＡ时隙，并广播给簇内成员，ＴＤＭＡ时隙表中为每个簇内节点指定了其数据传输的所属时隙，为了避免附近簇的信号干扰，簇头决定本簇中所有节点所用的ＣＤＭＡ编码，ＣＤＭＡ编码连同ＴＤＭＡ定时一起发送给簇内节点；步骤４．数据传输阶段簇内节点收到来自簇头的ＴＤＭＡ时隙和ＣＤＭＡ编码，它们在各自的时间槽内发送数据，每个簇内节点在属于自己的时隙到来时，将感知的数据传输给簇头，每个簇内节点的收发信机只有在属于自己的时隙到来的阶段才处于开始状态，步骤５．数据处理阶段簇头节点的接收机一直处于开启状态，接受来自簇内各节点的感知数据，当簇内所有节点都传输了数据后，簇头节点对所有的感知数据进行融合后发送给Ｓｉｎｋ节点。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：岳文静，彭娅，陈志，章韵，史倢，李帅，朱起蕊，骆平，崔华，梁小芮，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：84
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。