无线传感器网络的自然启发计算

本书概述了无线传感器网络及其各种应用、算法以及相关的挑战；介绍了仿生优化算法，如遗传算法（GA）、人工神经网络（ANN）和人工免疫系统（AIS）在故障分析和诊断以及交通管理中的应用。重点介绍了用于解决路由、网络参数优化和能量估计问题的群优化技术，如非洲水牛优化（ABO）、粒子群优化（PSO）和改进的群智能算法。探讨了基于遗传算法、粒子群优化算法、人工神经网络、基于教学的优化算法（TLBO）以及组合算法的多目标优化技术。

第1章 无线传感器网络应用、挑战与算法1.1 引言1.2 无线传感器网络的应用1.3 无线传感器网络面临的挑战1.4 自然计算1.5 自然启发算法1.5.1 蚁群优化算法1.5.2 粒子群优化算法1.5.3 遗传算法1.5.4 群智能算法1.5.5 人工神经网络算法1.5.6 非洲水牛优化算法1.5.7 人工免疫算法1.6 结语参考文献第2章 基于遗传算法的无线传感器网络故障感知路由算法2.1 引言2.2 相关工作2.3 系统模型和术语2.4 提出的算法2.4.1 信息共享阶段2.4.2 网络设置阶段2.4.3 稳定阶段2.5 仿真结果2.5.1 仿真设置2.5.2 实验结果评估2.6 结语参考文献第3章 基于遗传算法的无线传感器网络延寿故障诊断技术3.1 引言3.1.1 问题3.1.2 挑战3.2 错误、误差和故障3.2.1 故障类型3.2.2 故障诊断3.3 相关工作3.4 拟定方法3.5 性能评估3.6 结语参考文献第4章 基于遗传算法的无线传感器网络智能流量管理技术4.1 引言4.2 文献综述4.3 拟定方法4.4 性能评估4.5 结语参考文献第5章 基于深度学习技术构造神经网络的无线传感器网络故障诊断5.1 引言5.2 相关工作5.2.1 基于统计检验的间歇故障诊断5.2.2 故障诊断的软计算和神经网络方法5.3 系统模型5.3.1 条件假设5.3.2 传感器网络模型5.3.3 故障模型5.3.4 传感器数据建模5.4 问题表述5.5 特征选择5.5.1 平均值5.5.2 标准差5.5.3 偏度和峰度5.5.4 平均绝对偏差5.5.5从传感器数据中提取特征实例5.6 基于深度学习算法的神经网络传感器节点间歇性故障检测5.6.1 基本神经网络设计5.7 结果分析5.8 结语参考文献第6章 无线传感器网络免疫故障诊断6.1 引言6.1.1 激励6.1.2 作用6.2 生物免疫系统概述6.3 无线传感器网络故障诊断的AIS方法6.4 AIS算法的应用参考文献第7章 基于非洲水牛优化的无线传感器网络智能路由7.1 引言7.2 相关工作7.3 非洲水牛优化方法简介7.3.1 非洲水牛优化组件视图7.3.2 非洲水牛优化算法7.3.3 非洲水牛优化算法优点7.3.4非洲水牛优化算法应用7.4 拟定方法7.4.1 问题表述7.5 性能评估7.5.1 迭代的变化7.5.2 迭代的独特变化7.6结语参考文献第8章 基于改进群智能的无线传感器网络能量高效分布式源定位算法8.1 引言8.2 相关工作8.3 窄带远场信号的优选似然DOA估计8.3.1 估计问题的表述8.4 分布式DOA估计8.4.1 DOA估计的局部代价函数8.4.2使用局部优选似然函数的分布式DOA估计8.5 扩散粒子群优化8.6 扩散粒子群算法在传感器网络ML-DOA估计中的应用8.6.1 性能方法8.6.2 示例8.7 无线传感器网络中基于聚类的分布式DOA估计8.7.1基于聚类的分布式DOA估计8.8结语8.9未来发展方向参考文献第9章 动态自组网网络和传感器网络的准对立和声搜索算法9.1 引言9.2 优化需求9.2.1 基本和声搜索算法9.2.2 改进的和声搜索算法9.2.3 基于对立的学习9.2.4 准对立学习的概念9.3 无线传感器网络的优化技术9.4 性能评估9.5 结语参考文献第10章 无线传感器网络智能路由协议10.1 引言10.2 分类标准10.2.1 无线传感器网络类型10.2.2 节点部署10.2.3 控制方式10.2.4 网络架构10.2.5 聚类属性10.2.6 协议操作10.2.7 路径建立10.2.8 沟通范式10.2.9 收发模型10.2.10协议目标10.2.11应用10.3 基于智能的分层路由协议10.3.1基于粒子群优化的分层路由协议10.3.2基于遗传算法的分层路由协议10.3.3基于模糊逻辑的分层路由协议10.3.4基于蚁群优化的分层路由协议10.3.5基于人工免疫算法的分层路由协议10.4比较分析10.5结语与未来方向References参考文献第11章 传感器网络节点部署、负载均衡和能量利用的定性研究11.1 引言11.2 传感器节点部署概述11.2.1 基于IPP的方法确保覆盖率11.2.2 基于粒子群算法的节点部署11.2.3 节点部署和负载均衡中的ACO11.2.4 传感器部署中的蜜蜂优化11.3 传感器网络中的负载均衡11.4 结语参考文献第12章 无线传感器网络的多目标生物启发算法12.1 引言12.2 生物启发算法综述12.2.1 蚁群优化12.2.2 人工蜂群12.2.3 蝙蝠算法12.2.4 基于生物地理学的优化12.2.5 猫群优化12.2.6 布谷鸟搜索算法