基于魚群算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化研究.pdf

1、無線傳感網(wǎng)絡(luò)的覆蓋控制是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基本問題,它反映了傳感器網(wǎng)絡(luò)所能提供的“感知”服務(wù)質(zhì)量。在野外、敵對等環(huán)境中布置無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候,往往只能采用空投等隨機(jī)布撒的方式,這樣得到的傳感覆蓋性能具有隨機(jī)性,因此需要采取一定的覆蓋控制策略來保證無線傳感器節(jié)點(diǎn)能有效地覆蓋被監(jiān)測區(qū)域。
　　 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的覆蓋控制可以轉(zhuǎn)化為一種受約束的優(yōu)化問題,其優(yōu)化目標(biāo)是在保證傳感覆蓋質(zhì)量的前提下同時(shí)最小化單位時(shí)間的網(wǎng)絡(luò)能耗,從而延長網(wǎng)絡(luò)的

2、壽命。人工魚群算法是近幾年新興的一種智能尋優(yōu)算法,它具有初值不敏感、收斂全局、高實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)。因此,本文研究并對基本人工魚群算法提出改進(jìn),使之適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋控制。本文的主要工作包括:
　　 1.針對高密度節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,以最大化網(wǎng)絡(luò)覆蓋率和最小化節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo),建立了最小化網(wǎng)絡(luò)冗余的數(shù)學(xué)模型,提出了一種基于改進(jìn)魚群算法的覆蓋優(yōu)化策略,使用禁忌搜索的思想改進(jìn)基本人工魚群算法。仿真顯示:改進(jìn)的魚群算法能快速求得最

3、優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集,提高網(wǎng)絡(luò)的能效性和節(jié)點(diǎn)調(diào)度的實(shí)時(shí)性。
　　 2.無線傳感網(wǎng)絡(luò)一般采用分簇結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自治,最小化網(wǎng)絡(luò)冗余的覆蓋優(yōu)化策略并不代表網(wǎng)絡(luò)能耗的最小化,也無法保證節(jié)點(diǎn)均衡消耗能量。本文結(jié)合簇內(nèi)能耗和覆蓋優(yōu)化,提出了一種基于魚群算法和能量管理的節(jié)點(diǎn)調(diào)度策略,仿真證明該調(diào)度策略能夠在保證覆蓋的前提下更多地節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能耗,從而延長了網(wǎng)絡(luò)的壽命。
　　 3.在包含少量移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的混合式傳感網(wǎng)絡(luò)中,傳統(tǒng)的虛擬力導(dǎo)向算法無法解除