基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的無線傳感網(wǎng)絡的校準.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是由大量具有無線通信和數(shù)據(jù)處理能力的傳感器節(jié)點組成的。這些節(jié)點通常布置在環(huán)境易變、不易于人為接近的環(huán)境中，環(huán)境變化或者節(jié)點自身老化等因素，都會造成傳感器出現(xiàn)非線性誤差。無線傳感器網(wǎng)絡采集的數(shù)據(jù)是無線檢測系統(tǒng)進行分析和處理的基礎，其準確性對檢測系統(tǒng)的性能起著決定性的作用，因此數(shù)據(jù)校準是提高無線傳感器網(wǎng)絡性能的重要技術之一。采用BP（Back Propagation）神經(jīng)網(wǎng)絡對無線傳感器網(wǎng)絡的非線性失真進行校正，詳細介紹了校準

2、無線網(wǎng)絡的原理，提出了優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡優(yōu)化算法，該算法不僅減小了校準時間，提高了校準精度，還適用于其他系統(tǒng)的非線性校準。
　　首先對無線傳感器網(wǎng)絡進行了研究，介紹了無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展和體系結構，分析了無線校準技術的背景和意義、國內外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。
　　接著對人工神經(jīng)網(wǎng)絡進行了介紹，給出了人工神經(jīng)網(wǎng)絡的發(fā)展歷史、應用領域和國內外研究現(xiàn)狀，針對算法在實際應用中存在的問題，分析了無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點在使用中存在的主要失真原因，

3、分析并比較了很多BP神經(jīng)網(wǎng)絡的改進算法。為了更好的提高BP神經(jīng)網(wǎng)絡校準的性能，對現(xiàn)有的初值算法進行優(yōu)化得到分步賦初值算法，該算法著重研究了神經(jīng)網(wǎng)絡的算法和其初值之間的關系，建立了神經(jīng)網(wǎng)絡輸出層的線性方程，通過求解方程得到了BP神經(jīng)網(wǎng)絡的最優(yōu)初始值。
　　最后對BP算法在無線傳感網(wǎng)絡中的校準應用進行了分析。首先以硅壓力傳感器為例，詳細地分析了神經(jīng)網(wǎng)絡校準該傳感器節(jié)點的原理，指出只要選擇合適的輸入輸出參數(shù)，神經(jīng)網(wǎng)絡就可以映射出任意的非

4、線性關系，對任意系統(tǒng)的誤差進行校準補償。接著應用軟件和硬件平臺，組建了一個點對點的簡單無線傳感器網(wǎng)絡，描述了無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集的過程，以及用BP神經(jīng)網(wǎng)絡對無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)進行校準分析，結果表明誤差精度比校準前提高了兩個數(shù)量級。為了驗證優(yōu)化后的分步賦初值算法的優(yōu)越性，與傳統(tǒng)BP算法進行了仿真分析的比較，Matlab仿真結果表明：優(yōu)化后的分步賦初值算法不僅降低了BP算法的訓練時間,使其由13秒縮短到1秒以內，還使誤差曲線變?yōu)橹本€下降，在一定