多目標優(yōu)化的異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)是一種信息獲取和處理技術(shù)，是國際信息領(lǐng)域的熱點研究課題，在面向軍事領(lǐng)域、環(huán)境監(jiān)測和物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用中具有傳統(tǒng)技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢。如何根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的需求，選擇合理的覆蓋部署策略是需要WSN解決的首要問題。由于構(gòu)成WSN的節(jié)點體積小，導(dǎo)致其能量受限，因此降低能耗對于WSN至關(guān)重要。覆蓋問題不僅反映了網(wǎng)絡(luò)所能提供的“感知”服務(wù)質(zhì)量，還可以通過合理的覆蓋控制機制來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)空間資

2、源，達到降低網(wǎng)絡(luò)成本、能耗，延長網(wǎng)絡(luò)壽命的目的。
　　 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有覆蓋控制的研究多是針對同構(gòu)節(jié)點，并未考慮傳感器節(jié)點普遍存在的異構(gòu)性；同時，多數(shù)算法采用的感知模型為布爾模型，該模型沒有考慮對檢測目標感知的不確定性因素。另外，現(xiàn)有的一些異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制算法假設(shè)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)目標事件發(fā)生的概率是均勻分布的，即整個監(jiān)測區(qū)域的覆蓋要求是相同的，這與實際應(yīng)用中存在局部監(jiān)測區(qū)域事件發(fā)生概率較高、數(shù)據(jù)采集任務(wù)頻繁的“熱點區(qū)域”是

3、相悖的。
　　 本文針對存在不同覆蓋要求的監(jiān)測區(qū)域，采用概率感知模型，以區(qū)域覆蓋率最大化和網(wǎng)絡(luò)能耗最小化為優(yōu)化目標，提出一種基于二進制粒子群算法的多目標優(yōu)化異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署策略。本算法通過Pareto支配關(guān)系來構(gòu)造非劣解集合，選取的非劣解集中的較好解保存在外部存儲集中，采用動態(tài)ε-支配方式更新外部集合，同時采用非支配關(guān)系加入隨機權(quán)重的適值分配方式選取個體極值，采用基于擁擠距離的方法選擇全局極值，增加解的多樣性。仿真結(jié)果