5G背景下智慧农业通信节点部署策略

作     者：刘昊 李静 鲁旭涛 LIU Hao;LI Jing;LU Xutao

作者机构：中北大学信息与通信工程学院太原030051 中北大学电气与控制工程学院太原030051 

基　　金：山西省应用基础研究计划资助项目(201701D221124) 山西省重点研发计划资助项目(201903D221025) 

出 版 物：《西安交通大学学报》 (Journal of Xi'an Jiaotong University)

年 卷 期：2020年第54卷第10期

页      码：45-53页

摘      要：针对5G背景下大规模智慧农业传感器网络通信节点在三维空间内部署时,传统的随机节点部署方式存在高能耗、高成本及节点脱节问题,提出了一种基于维诺图(VD)与飞蛾扑火算法(MFO)结合的节点优化部署策略。首先,利用5G通信高带宽的特点,设计了一种分层式通信方案,在此基础上,建立了分层式节点最优部署模型、通信能耗模型以及传感器信息传输网络全连通模型;其次,针对MFO算法种群生成的随机性及搜索无向性的缺陷,设计了基于三维VD的引导式搜索算法(VIMFO);最后,通过对相关模型进行优化求解,从而取得传感器网络通信节点的部署位置。仿真结果表明,与经典MFO算法相比,VIMFO算法能够在提升寻优速度37.89%的基础上,降低传感器通信网络能耗6.9%;在保证农田传感器通信网络节点全连通的前提下,提升了通信网络节点的生存周期。

主 题 词：智慧农业 通信节点 传感器网络 节点部署 飞蛾扑火算法 维诺图 

学科分类：0810[工学-土木类] 12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.7652/xjtuxb202010006

馆 藏 号：203979745...