無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多重覆蓋調(diào)度算法的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個多學(xué)科交叉的新興研究領(lǐng)域，是由大量低功耗、低成本、低的計(jì)算處理能力的微型傳感器節(jié)點(diǎn)以多跳自組織的方式形成的，被廣泛運(yùn)用于軍事、環(huán)境、醫(yī)療等多種領(lǐng)域，成為現(xiàn)代信息領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)問題。
　　網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)之一。優(yōu)化的覆蓋控制策略不僅保證網(wǎng)絡(luò)有良好感知質(zhì)量，獲得完整、準(zhǔn)確的物理信息，還能優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的空間資源，降低網(wǎng)絡(luò)能量消耗，成本投入，延長網(wǎng)絡(luò)的生命時(shí)間。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用環(huán)境復(fù)雜，像森林，沙漠

2、這樣的環(huán)境只能用隨機(jī)部署的方式安放傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，如果節(jié)點(diǎn)同時(shí)工作會出現(xiàn)許多冗余節(jié)點(diǎn)，導(dǎo)致信息數(shù)據(jù)在傳輸過程中包含大量冗余的數(shù)據(jù)，增加了整個網(wǎng)絡(luò)能量的消耗，所以在保證覆蓋質(zhì)量的情況下，會讓多余的節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠狀態(tài)。這種節(jié)點(diǎn)調(diào)度策略是覆蓋控制重要的優(yōu)化方式之一。
　　目前網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制策略多是針對同構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的，有一小部分考慮到了網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性，其中又有少數(shù)異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制算法是針對多重覆蓋的，而且大多采用的是布爾模型作為

3、感知模型，忽略了節(jié)點(diǎn)感知能力的不確定性，本文是以概率模型作為節(jié)點(diǎn)的感知模型，以節(jié)點(diǎn)感知半徑異構(gòu)和單位時(shí)間節(jié)點(diǎn)感知能量消耗異構(gòu)搭建的異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，針對存在“熱點(diǎn)”區(qū)域的監(jiān)測環(huán)境，即在保證“熱點(diǎn)”區(qū)域高覆蓋質(zhì)量的同時(shí)兼顧整個網(wǎng)絡(luò)覆蓋的要求，盡可能的增大網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，降低單位時(shí)間單位面積網(wǎng)絡(luò)感知能量消耗為目的，提出了一種基于非線性慣性權(quán)重二進(jìn)制粒子群多目標(biāo)優(yōu)化算法的異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)調(diào)度策略。
　　本算法運(yùn)用粒子群算法解決目標(biāo)優(yōu)

4、化問題，采用maximin(最大最小)值函數(shù)求取粒子的適應(yīng)度函數(shù)，適應(yīng)度值小于零的粒子作為一個非劣解，然后采用支配關(guān)系在非劣解集中選出粒子群的個體極值和全局極值，引入偏差量ε到maximin適應(yīng)度函數(shù)來計(jì)算適應(yīng)值，使得粒子群向著更好非劣解的前沿前進(jìn)。該算法不用知道目標(biāo)問題先驗(yàn)知識，能夠在大的決策空間中進(jìn)行廣泛搜索，能夠快速的找到異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)調(diào)度策略的pareto最優(yōu)解。
　　通過仿真，本文算法和經(jīng)典的隨機(jī)調(diào)度策略和基于隨