目前,，無線傳感網(wǎng)絡已廣泛地應用在人們的生產(chǎn)生活中,，其優(yōu)越的信息傳輸性能,，極大地滿足了人們的工作及學習需求,。但在無線傳感網(wǎng)絡的實際運行環(huán)境中，由于其復雜的工作環(huán)境,、抗毀性等因素的存在,，使信號在傳輸?shù)倪^程中頻繁地出現(xiàn)中斷現(xiàn)象，在這種情況下,，一些不法分子就會趁虛而入,，對整個無線傳感網(wǎng)絡進行攻擊，如散播電腦病毒,，利用黑客技術(shù)非法獲取信息資源等,。因此，若要全面地解決上述問題,，就要對整個無線傳感網(wǎng)絡的性能進行改進,，通過合理運用FW-PSO算法，優(yōu)化網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)是一項較為有效的途徑,。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/202302/443511.htm

1   FW-PS0算法簡介

在無線傳感網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)中,，F(xiàn)W-PSO 算法若要在最短時間內(nèi)計算出網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的合理值，主要是通過采用加快收斂速度這一方式來實現(xiàn)的,，而在這一過程中,，包括3個方面的內(nèi)容：首先，工作人員會通過PSO 算法,，針對粒子群的具體分布情況,，采取恰當?shù)姆绞綄ζ溥M行優(yōu)化，以求能夠挑選出符合要求的粒子,，保證粒子的適應性,，將適應性較差的粒子進行淘汰，通過上述操作,，精簡種群的規(guī)模,；其次，充分發(fā)揮煙花算法的作用,，從3個環(huán)節(jié)對挑選出來的粒子再次進行優(yōu)先：一是爆炸處理環(huán)節(jié),，二是變異處理環(huán)節(jié)，三是選擇操作環(huán)節(jié),，從而得到grounm-n 粒子,，該類粒子具有更強的適應性；最后,，將PSO 算法與煙花算法進行有機結(jié)合,，進一步優(yōu)化處理grounm-n 粒子，通過兩種算法的結(jié)合,，增強粒子精選,、計算過程的質(zhì)量與效率，提升新粒子的適應性,，以便于在后續(xù)工作中,，有效地增加迭代次數(shù)，實現(xiàn)整個無線傳感網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化[1],。

2   無線傳感網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化策略

2.1 基于無標度特性建立WSN拓撲結(jié)構(gòu)糢型

若要實現(xiàn)FW-PSO 算法支持下無線傳感網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,，首先要根據(jù)該算法無標度的特性，建立科學的WSN 拓撲結(jié)構(gòu)糢型,，該模型可以實現(xiàn)兩個方面的優(yōu)化與改進,，即對整個網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,，使其更加適應當前工作的需求；對網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中的冗余路徑進行淘汰,，提升網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行效率,，在較短的時間內(nèi)得出計算結(jié)果。通過上述改進措施,，使網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中的自然連通度得以提高,，進而增強無線傳感網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的抗毀性。另外,，建立無標度特性的WSN 拓撲結(jié)構(gòu)糢型,，還可以在處理數(shù)據(jù)的過程中，有效地降低各項計算,、選擇等操作的成本,，因此，該模型不僅可以優(yōu)化操作理論及操作步驟,，同時也能夠控制網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的運營投入,，減少不必要的成本，為整個無線傳感網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化奠定基礎(chǔ)[2],。

2.2 基于FW-PSO算法的優(yōu)化求解

FW-PSO 作為一種基于電子計算機與網(wǎng)絡技術(shù)的計算方法,，在將其應用于無線傳感網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)時，若要實現(xiàn)該結(jié)構(gòu)運行性能的優(yōu)化,，就要設(shè)計行之有效的優(yōu)化流程,。一方面，技術(shù)人員要從已建立的WSN 拓撲結(jié)構(gòu)糢型入手,，根據(jù)該模型的無標度特性,，結(jié)合網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的運行特點，快速地確定問題所在,，尤其是對于連續(xù)優(yōu)化問題,，要投入足夠的時間進行分析，制定出最優(yōu)的解決方案,，并使用WSN 拓撲結(jié)構(gòu)糢型,，對各方面的變量進行控制，使最優(yōu)解的求解速度得以大幅度地提升,。另一方面,，從粒子群的尋優(yōu)工作入手，在不影響計算結(jié)果精確性及網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)運行性能的前提下,，最大程度地使粒子環(huán)境的適應性得以提高,。另外，還要以無線傳感網(wǎng)絡的整體性能為出發(fā)點,，優(yōu)化網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的偽代碼,，使該代碼能夠?qū)崿F(xiàn)高效運行,，避免出現(xiàn)代碼冗余問題，使網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化處理效果得以全面提升[3],。FW-PSO算法偽代碼如下：

fpbeat 個體的最佳適應度值

fgbeat:：群體的最佳適應度值

輸入：目標函數(shù)f(x),，相鄰矩陣A(G)

whilegen<genmas< p="">

計算f(xi)

iff(xi)>fbest(xi)

Thenfbest(xi)<--f(xi)

endif

iff(xi)<ftbest(xi)< p="">

Thenf(xi)<---fbest(xi)

endif

enffor

pgen<-pgen+1

endfor

仿真參數(shù)設(shè)置如下表所示：

表1 仿真參數(shù)設(shè)置

3   FW-PSO算法仿真實驗及數(shù)據(jù)分析

3.1 實現(xiàn)拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化的仿真實驗

無線傳感網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的實驗仿真,，能夠在較為全面,、精確地驗證FW-PSO 優(yōu)化算法的科學性，確定其是否有效,。具體的實驗參數(shù)設(shè)置如表1 所示,，其中，網(wǎng)絡監(jiān)控區(qū)域的面積設(shè)定為1 萬 m2,。在實際工作中,，具體的操作過程如下，首先,，技術(shù)人員要以無線網(wǎng)絡運行的特點,，建立網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的模型，通過該模型得到臨接矩陣,，并利用表1 中所設(shè)置的仿真參數(shù),，初步對無線傳感網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化；其次,，要按照FW-PSO算法的步驟進行相關(guān)計算,，得到最優(yōu)解，在此基礎(chǔ)上對網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,，改進結(jié)構(gòu)中的不足之處[4],。該步驟的實驗結(jié)果如圖1 所示。

迭代次數(shù)

圖1 PSO算法和煙花算法性能比較

隨機攻擊節(jié)點數(shù)

圖2 隨機攻擊情況下的網(wǎng)絡連通性對比

最后,，進行連通性對比實驗,，其實驗結(jié)果如圖2 所示，對該結(jié)果進行分析可以得知：網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中自然連通度與進貨代數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān),，即隨著進化代數(shù)的增加,，自然連通度也會隨之增加，在運用FW-PSO 算法時,，兩者始終呈現(xiàn)著一一對應的關(guān)系,。從該實驗結(jié)果中可以看出，基于FW-PSO 算法的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化,，一方面可以使無線傳感網(wǎng)絡的抗毀性得以提高,，另一方面還可以使算法的收斂效率得以保證。

3.2 對網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)中抗毀性的分析

抗毀性是影響無線傳感網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化的另一重要因素,，對該因素進行分析時,，要從兩個方面入手,，一方面動態(tài)抗毀性分析，另一方面是靜態(tài)抗毀性分析,，在具體的工作中,，要全面兼顧上述兩個方面的分析，使分析結(jié)構(gòu)的正確性及可靠性得以保證,。為了實現(xiàn)有效的抗毀性分析,，要做好4 個方面的工作：

1）運行一定程度上的網(wǎng)絡攻擊，使網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中存在的問題得以暴露,，以此來完善級聯(lián)故障檢測流程,，并以此為依據(jù)，通過動態(tài)抗毀的方式,，增加無線傳感網(wǎng)絡的節(jié)點數(shù)量,；

2）根據(jù)無線傳感網(wǎng)絡級聯(lián)故障的類型，充分運用FW-PSO算法,，確定網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的襲擊閥值,，得到網(wǎng)絡計算的最優(yōu)解，通過襲擊閥值的統(tǒng)計,，使網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的抗毀性得以提高,，為后續(xù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)連通性創(chuàng)造條件；

3）如圖2 所示,，技術(shù)人員使用FW-PSO算法計算時,，結(jié)合了無線傳感網(wǎng)絡靜態(tài)抗毀性分析結(jié)果，從運行效果來看,，該網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的運行效率得到了全面的提升,，其網(wǎng)絡連通性也得到了極大的增強。因此,，通過上述操作,，無線傳感網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的處理效率得到了優(yōu)化，并且,，經(jīng)過優(yōu)化后的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),，其所遭遇到的襲擊次數(shù)也有了明顯的下降；

4）一般情況下,，對于無線傳感網(wǎng)絡連通性而言,，在攻擊節(jié)點個數(shù)增加的情況下，連通性會出現(xiàn)下降的現(xiàn)象,，但運用FW-PSO 算法時,，所得到連通性的下降速度會明顯地減慢，由此可以判定，F(xiàn)W-PSO 算法能夠?qū)W(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的連通性形成促進作用,。并且,，利用FW-PSO算法優(yōu)化后的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，其隨機故障的應對能力也得到了較大的提升,，保證了該無線傳感網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的安全性,，使該網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)能夠穩(wěn)定地運行[5]。

4   結(jié)束語

FW-PSO 算法的先進性及有效性,，對實現(xiàn)無線傳感網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的良好性能而言是至關(guān)重要的,，因此，要對該算法引起足夠的重視,，運用合理的策略對其進行優(yōu)化,，提升其在無線傳感網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)中的應用效果。本文對FW-PSO算法所進行的優(yōu)化,，是建立在以往煙花算法基礎(chǔ)之上的，能夠?qū)崿F(xiàn)算法的多樣性,，對各項數(shù)據(jù)進行全面搜索,，一方面加強了收斂的效率，另一方面完善了數(shù)據(jù)的管理,，構(gòu)建無線傳感網(wǎng)絡模型,，促進FWPSO算法的應用，并設(shè)置合理的調(diào)控措施,，對網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中的變量進行控制,，確保整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。希望該優(yōu)化策略能夠為相關(guān)從業(yè)者提供參考,。

參考文獻：

[1] 趙夢龍.無線傳感網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的FW-PSO算法優(yōu)化分析[J].電子技術(shù)與軟件工程,2021(3):2.

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[3] 韋運玲.自適應人工免疫網(wǎng)絡算法的無線傳感網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].電子測量技術(shù),2020,43(1):85-89.

[4] 徐瑋瑋,張群.無線傳感網(wǎng)絡覆蓋中網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計方法[J].科學技術(shù)與工程,2019,16(25):126-130.

[5] 金鑫,婁文忠,王輔輔.基于AdHoc無線傳感網(wǎng)絡的三維智能組網(wǎng)優(yōu)化算法設(shè)計研究[J].兵工學報,2015,36(5):874-878.

（本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2023年2月期）

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