精细农业无线传感器网络终端节点定位研究

针对现有精细农业传感器网络监测系统中的终端节点模块定位算法易陷入局部最优、定位精度低等缺陷,提出了一种改进无线传感器网络节点定位算法针对大豆农田Zig Bee无线网络终端节点进行定位,采用高斯数据筛选模型修正接收信号强度测量距离。同时,在标准粒子群算法基础上引入混合变异策略,运用混合策略中各个变异函数的优势在算法搜索过程中作用于种群,使粒子跳出局部最优,保证全局搜索遍历能力。大豆实验田试验表明:标准粒子群定位算法和本文提出的混合变异粒子群定位算法的总体定位平均误差分别为1.746 1m和1.1 7 0 8 m,表明改进方法的定位精度更高。     

改进的蝴蝶优化算法在精准灌溉中的应用

土壤湿度无线传感器网络(SMWSNs)应用在精准化的农田灌溉信息监测领域中,面临的主要挑战之一是在监测区域一定的条件下,节点覆盖面积达到最大的同时减少部署节点数量。针对这一问题,设计了一种新的自适应柯西变异蝴蝶优化算法(ACBOA),自适应权重因子提升了算法的局部寻优能力,柯西变异提高算法的全局搜索能力并增加其搜索空间。将所提出的算法与其他群智能优化算法进行比较,即蝴蝶优化算法(BOA)、人工蜂群算法(ABC)、果蝇优化算法(FOA)、粒子群优化算法(PSO),仿真结果表明：经过ACBOA优化后SMWSNs的覆盖率最高。最后,在台架测试平台上进行灌溉控制实验,验证了ACBOA优化覆盖后的SMWSNs采集土壤湿度信息的准确性,为农作物精准灌溉提供了科学依据。     

线性递减权重粒子群优化投影寻踪模型及应用

针对粒子群算法局部搜索能力较弱和存在早熟收敛的问题,为了有效地控制粒子群算法的全局搜索和局部搜索,提出了将线性递减权重引入到粒子群优化算法中.该算法是从随机解出发,通过追随当前搜索到的最优值来寻找全局最优解,增加了粒子群算法的局部搜索能力.将其算法优化投影寻踪模型,以此构建了线性递减权重粒子群优化投影寻踪模型,将该模型应用到土坝护坡模式优化评价中,选取9个指标作为评判因子,提出适合该地区的土坝护坡优化模式.结果表明:线性递减权重粒子群优化投影寻踪模型可以有效地找到最佳投影方向,计算投影值,根据投影指标值的大小可对方案进行优选.利用该模型对土坝护坡模式进行综合评价是切实可行的.该算法以其实现容易、精度高、收敛快等优点,并且在解决实际问题中展示的优越性,在工程优化领域具有广泛的应用前景.     

改进PSO算法在电力系统无功优化中的应用

介绍一种改进粒子群的无功优化方法。采用简化粒子群优化方程和添加极值扰动算子两种策略加以改进,提出简化粒子群优化（SPSO）算法、带极值扰动粒子群优化（DPSO）算法,并将二者结合起来提出带极值扰动的简化粒子群优化（DSPSO）算法。以IEEE6节点系统为例进行无功优化计算,并与其他算法进行比较,结果表明：该算法具有较快的收敛速度及较强的全局搜索能力,可较好地解决电力系统的无功优化问题。     

基于粒子群算法的生猪养殖物联网节点部署优化研究

要构建有效稳定的生猪养殖物联网系统,无线传感器网络的覆盖率和连通性是网络节点部署中需要考虑的2个关键问题。采用粒子群算法结合虚拟力算法提高网络覆盖率,通过增加节点的方式提高网络连通性。以生猪养殖场物联网系统中节点部署为应用实例,以猪舍墙壁作为主要障碍物进行部署优化,仿真结果显示虚拟力导向的粒子群算法可提高网络覆盖率15%,而提升连通性只需增加10个节点,网络性能得到了明显改善。     

基于改进粒子群算法的 精准农业无线传感器定位研究

为了提高精准农业无线传感器定位的精度,提出改进粒子群算法。首先建立精准农业无线传感器定位过程;接着对粒子群算法的惯性权重进行非线性优化,使得算法前期变化缓慢,后期变化较快,利于算法跳出局部而求得全局最优解;然后对粒子群规模采取收缩扩张控制,其判别结合粒子的聚集度、多样性函数,算法前期的收缩扩张系数值在较大的位置,后期应减慢速度以加强算法的局部搜索能力;最后建立定位误差与粒子适应度函数关系。实验仿真显示本文算法收敛性能较好,相比其他算法能有效地抑制测距误差对定位的影响,提高节点的定位精度。     

光伏充气膜温室自跟踪发电系统发电量预测

针对光伏充气膜温室自跟踪发电系统提出了一种加入天气预报信息的自适应变异粒子群神经网络的发电量预测算法.首先结合历史发电量数据和气象数据分析了影响光伏充气膜温室自跟踪发电系统发电量的主要因素,建立了加入天气预报的神经网络预测模型,并针对传统神经网络预测模型中基于梯度下降的BP算法收敛慢、易陷入局部最优、训练难收敛等问题,通过自适应变异粒子群算法改进了神经网络.该算法通过将变异环节引入粒子群优化算法,进行隔代进化找到局部最优解.实验结果表明所采用的自适应变异粒子群的神经网络预测算法的全局收敛性能得到了显著提高,能有效避免粒子群优化算法中的早熟收敛问题.     

基于ZigBee网络的温室大棚环境监控系统研究

引入基于ZigBee的无线组网方案,结合农业温室大棚对于环境监控的需求,以ZigBee+GPRS模式(CC2530+MC55i)设计并实现了温室环境参数的实时监测系统,从硬件和软件两方面完成了监控系统的设计,旨在为相关研究提供参考。     

无线传感器网络三维定位交叉粒子群算法

针对标准粒子群算法进化后期收敛速度慢、易陷入局部极小点、早熟收敛等问题,提出一种基于交叉粒子群的农业无线传感器网络三维定位算法。该方法主要包括汇聚节点选取、测量距离修正、节点定位3个阶段,通过借鉴遗传算法交叉操作的思想,增加粒子的多样性,减小测距误差、锚节点数量对定位结果的影响,有效提高定位算法全局搜索能力。仿真结果表明,该方法的稳定性和定位精度均优于标准粒子群算法。在测距误差和锚节点数量相同的条件下,与混合蛙跳定位算法进行性能比较,两种算法的最大定位误差分别为1.337 8 m、1.747 3 m,最小定位误差分别为0.258 3 m、0.561 5 m,平均定位误差分别为0.651 2 m、1.044 7 m。     

免疫粒子群算法及其在水库调度图优先控制线优化中的应用

免疫粒子群优化算法（IA-PSO）是将免疫进化算法（IEA）中的免疫信息处理机制引入到粒子群优化算法（PSO）中,利用其特有的免疫记忆机制、浓度选择机制以及免疫接种的原理,改进PSO算法的全局寻优能力,提高收敛速度。利用IA-PSO算法优化水库调度图优先控制线,结果表明：IA-PSO算法收敛速度快,能够收敛到全局最优解。     

温室大棚无线监控系统的设计与开发

针对国内温室大棚监控系统的现状,设计了利用无线传感网络技术的温室大棚监控系统。该系统可以实时监控温室大棚内的空气和土壤的温湿度数据,还可以通过监控计算机远程控制温室大棚内的农业设备。实验结果表明,该系统运行稳定,传感器数据采集、无线数据传输和农业设备远程控制等功能达到设计要求,提高了种植园区的管理效率。     

设施农业无线传感器网络系统设计与实现

结合无线传感器网络自身特点,针对设施农业的具体需求和特点,提出在温室大棚、节水灌溉等农业领域应用无线传感器网络的方案与思路,设计并实现了基于设施农业的无线传感器网络系统.文章介绍了设施农业传感器网络系统的整体设计,设计与实现了传感器节点硬件、网络支撑软件、信息决策技术、终端用户监控平台等功能,并通过在温室大棚中试验,验证了系统的有效性.系统的成功设计与实现,对于发展我国设施农业自动化、提高农业生产水平具有重要意义.     

混沌粒子群微分进化算法及其在水库发电优化调度中的应用

粒子群优化算法（PSO）与微分进化算法（DE）都是有效的基于群体智能的全局优化算法,但它们都容易过早收敛,陷入局部最优。针对以上问题,提出了混沌粒子群微分进化算法（CPSO—DE）,该算法引入可变的惯性权重和学习因子,以基于logical映射的混沌序列代替标准PSO中的随机序列来对粒子群进行初始化,同时将微分进化算法（DE）中的变异、交叉和选择思想引入标准PSO算法中,改变标准PSO算法单一的进化策略,在全局范围内搜索最优解。作为实证的需要,通过对水库优化调度所存在问题的分析,建立了基于CPSO-DE算法的水库优化调度数学模型与求解算法,并以某水库实际运行数据进行计算,结果表明CPSO-DE算法具有较好的全局最优解,验证了CPSO—DE算法的可行性与健壮性。     

基于粒子群算法的抛物线形渠道断面优化方法

针对试算法工作量大、计算误差大和精度低等问题,建立了以计算流量和设计流量之差最小为目标函数的抛物线形渠道断面优化数学模型,将粒子群优化算法引入到抛物线形渠道断面优化计算中,采用粒子群算法在全局空间下搜索渠道断面优化问题的全局最优解。并以陕西省石头河灌区五丈源支渠抛物线形混凝土渠道为例,对其二次抛物线形渠道断面的方程形状参数a和设计水深h进行了优化设计。结果表明,得到满足约束条件的最优方程形状参数a为5.06,最优设计水深h为0.398 2 m。与原设计相比模型计算所得渠道过水断面面积减少了0.102 1%,渠道土方量减少了6.225 4 m~3,混凝土衬砌量减少了4.764 1 m~3,工程占地面积也随之减少。粒子群优化算法能有效地解决抛物线形渠道断面设计中的优化问题,且具有收敛速度快、计算精度高和全局寻优能力强等优点。     

基于改进粒子群算法的路径规划

传统粒子群算法存在收敛精度低、搜索停滞等缺点,导致机器人路径规划精度低。为了提高路径规划的精度,对传统的粒子群算法进行改进。首先在算法运行的各阶段对惯性权重因子和加速因子同时使用三角函数的变化方式自适应调整,使算法中的参数在算法运行各阶段的配合达到最佳,提高了算法的搜索能力;其次在算法中引入鸡群算法中的母鸡更新方程和小鸡更新方程对搜索停滞的粒子进行扰动,并在引进的方程中使用全局最优解使扰动后的粒子向全局最优解靠近;最后通过函数优化和路径规划两组对比实验,验证了改进算法在问题优化时具有寻优精度高、鲁棒性好的优点。     

基于粒子群遗传算法的配电网络重构

配电网络重构是配电自动化的重要组成部分,也是优化网络、降低有功损耗的重要手段。针对单一算法求解问题的局限性,提出一种多目标优化模型,并结合遗传算法的进化思想和粒子群算法的记忆性提出粒子群遗传算法,同时引入混合编码策略,通过线性权重法获得目标的搜索方向。通过对IEEE69节点测试系统进行计算和分析,验证算法在求解配电网重构中的有效性和可行性。     

基于无线传感器网络的中央监控系统的设计

设计了一种无线传感器网络中央监测系统。以承载ZigBee技术的CC2430芯片为无线节点的检测与信息处理核心,结合温度、湿度传感器模块,构成无线传感器网络终端检测节点,对现场环境实时检测,并通过路由节点将数据上传;路由节点模块设计,采用无线或RS—485标准的方式与中心节点进行信息通讯,现场循环检测数据能实时传送给中央监控计算机,实现深入现场内部的多点检测和实时监测。在草莓大棚的应用表明,系统可以满足大棚信息采集需求。     

基于移动端的温室环境监控系统设计

针对温室中的光照强度、土壤湿度、空气温湿度等环境参数的监控问题,设计了一种基于移动终端和WiFi无线通信的温室大棚在线环境监控系统。系统采用单片机和传感器完成光照强度等数据的采集,然后通过无线WiFi模块将温室现场的环境参数传输给移动客户端,并在手机APP监控界面上显示实时数据。试验表明:该系统具有操作界面简洁、扩展性强等特点,可以对温室环境参数进行有效的监控。     

基于CC2530的温室智能移动监测系统的设计

介绍了一种基于CC2530的温室环境监测系统的设计,该系统由终端节点、路由节点、网关节点和个人移动终端组成,各节点完成温度、湿度、光照等大棚环境参数的采集,用户可通过手机移动终端Android系统实现对大棚环境参数的实时监测。     

基于宇宙算法的农田无线传感器网络覆盖研究

为提高农田无线传感器网络覆盖的质量,采用宇宙算法,首先建立覆盖模型,确定无线传感器节点集合网络覆盖优化模型的目标函数;然后由传感器之间的距离以及发送字节数据确定能耗模型,节点休眠策略减少了节点冗余;接着宇宙算法建立单向、双向单宇宙群结构模型,无论单向、双向单宇宙群的信息交流,都将引起其他单宇宙内部信息发生变化,加快宇宙群收敛速度,宇宙进化中包含了宇宙空间逃逸策略以及混沌宇宙优化;最后宇宙算法设计了无线传感器网络覆盖优化步骤。实验仿真显示本文算法对农田无线传感器网络覆盖率可达99%以上,满足高质量覆盖要求。