Luận án Tiến sĩ Khoa học máy tính: Tối ưu chiến lược sạc cho các cảm biến để kéo dài thời gian sống của mạng WRSNs

Luận án "Tối ưu chiến lược sạc cho các cảm biến để kéo dài thời gian sống của mạng WRSNs" tập trung giải quyết vấn đề kéo dài thời gian sống của mạng WRSNs theo cách tiếp cận tối ưu chiến lược sạc cho các cảm biến. Trong đó, luận án sẽ quan tâm tới vấn đề tối ưu chiến lược sạc cho hai loại mô hình sạc: mô hình sạc từng cảm biến và mô hình sạc nhiều cảm biến đồng thời. Hai mô hình sạc này tương ứng với hai công nghệ truyền năng lượng không dây ở khoảng cách gần và khoảng cách xa phụ thuộc vào đặc điểm kiến trúc mạng, quy mô triển khai cũng như số lượng cảm biến trong mạng WRSNs.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Khoa học máy tính: Tối ưu chiến lược sạc cho các cảm biến để kéo dài thời gian sống của mạng WRSNs BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN THỊ HƯƠNG TỐI ƯU CHIẾN LƯỢC SẠC CHO CÁC CẢM BIẾNĐỂ KÉO DÀI THỜI GIAN SỐNG CỦA MẠNG WRSNs LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH HÀ NỘI−2024 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN THỊ HƯƠNG TỐI ƯU CHIẾN LƯỢC SẠC CHO CÁC CẢM BIẾNĐỂ KÉO DÀI THỜI GIAN SỐNG CỦA MẠNG WRSNs Ngành: Khoa học máy tính Mã số: 9480101 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. HUỲNH THỊ THANH BÌNH 2. PGS.TS. LÊ TRỌNG VĨNH HÀ NỘI−2024 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các kết quả trình bày trong luận án là công trình nghiêncứu của bản thân nghiên cứu sinh trong thời gian học tập và nghiên cứu tạiĐại học Bách khoa Hà Nội dưới sự hướng dẫn của tập thể hướng dẫn khoahọc. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là hoàn toàn trung thực.Các kết quả sử dụng tham khảo đều đã được trích dẫn đầy đủ và theo đúngquy định. Hà Nội, ngày tháng năm 2024 Nghiên cứu sinh Trần Thị Hương GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. Huỳnh Thị Thanh Bình PGS.TS. Lê Trọng Vĩnh i MỤC LỤCLỜI CAM ĐOAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iMỤC LỤC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iiDANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ . . . . . . . . . . . vDANH MỤC HÌNH VẼ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viDANH MỤC BẢNG BIỂU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viiiDANH MỤC KÝ HIỆU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ixMỞ ĐẦU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.1. Bài toán tối ưu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.2. Các thuật toán tối ưu theo cách tiếp cận Meta-heuristic. . . . . . . . . . . . 10 1.2.1. Thuật toán di truyền . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2.2. Thuật toán tối ưu bầy đàn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3. Các thuật toán tối ưu theo cách tiếp cận học tăng cường . . . . . . . . . . . 15 1.3.1. Học tăng cường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.3.2. Thuật toán Q-learning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.4. Mạng cảm biến không dây . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.5. Mạng cảm biến có khả năng sạc không dây . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.6. Một số mô hình sạc năng lượng không dây . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1.6.1. Mô hình sạc từng cảm cảm biến . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1.6.2. Mô hình sạc nhiều cảm biến đồng thời . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1.7. Tối ưu chiến lược sạc trong mạng cảm biến sạc không dây . . . . . . . . . 30 1.7.1. Hệ thống mạng và mô hình tiêu thụ năng lượng . . . . . . . . . . . . . . . . 30 1.7.2. Tối ưu chiến lược sạc trong mạng cảm biến sạc không dây. . . . . . 32 1.8. Các nghiên cứu liên quan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 1.9. Kết luận chương 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 iiCHƯƠNG 2. TỐI ƯU CHIẾN LƯỢC SẠC CHO MÔ HÌNH SẠCTỪNG CẢM BIẾN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.1. Phát biểu bài toán. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.2. Mô hình bài toán . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.3. Thuật toán đề xuất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.3.1. Thuật toán di truyền hai pha GACS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.3.2. Thuật toán sạc tối ưu hai mức BOEDA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...