能量有效的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量分布在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的能量有限的,并具有感知、計(jì)算和通信能力的微型傳感器節(jié)點(diǎn),通過(guò)自組織的方式所組成的網(wǎng)絡(luò)。在具體應(yīng)用之前,必須根據(jù)特定的應(yīng)用環(huán)境準(zhǔn)則,確定傳感器節(jié)點(diǎn)的部署方案。覆蓋作為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)基本問(wèn)題,就是保證在一定服務(wù)質(zhì)量的前提下,如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的最大化,以提供可靠的監(jiān)測(cè)服務(wù)。
　　本文主要在覆蓋問(wèn)題基礎(chǔ)上,考慮節(jié)點(diǎn)的能量有效性,討論研究能量有效的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化。本文的主要研究工作

2、如下:
　　1.能耗均衡的覆蓋策略
　　針對(duì)隨機(jī)高密度節(jié)點(diǎn)布設(shè)所導(dǎo)致的節(jié)點(diǎn)覆蓋區(qū)域重疊、網(wǎng)絡(luò)能耗過(guò)大和通信沖突等問(wèn)題,在選取最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集合的基礎(chǔ)上,同時(shí)考慮網(wǎng)絡(luò)區(qū)域能耗的均衡問(wèn)題,研究了一種基于遺傳算法的能耗均衡覆蓋策略。構(gòu)建概率感知模型網(wǎng)絡(luò),定義一個(gè)能耗均衡系數(shù)用以表示網(wǎng)絡(luò)能耗均衡程度,以覆蓋率、工作節(jié)點(diǎn)數(shù)和網(wǎng)絡(luò)能耗均衡系數(shù)為優(yōu)化目標(biāo),然后利用遺傳算法進(jìn)行求解,得到最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)覆蓋。仿真結(jié)果表明,該覆蓋控制策略能夠在達(dá)到較高

3、覆蓋率的同時(shí),有效降低能耗并保證網(wǎng)絡(luò)能量均衡,從而保持網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行和延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間。
　　2.節(jié)能的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)覆蓋優(yōu)化
　　針對(duì)基本粒子群算法在求解移動(dòng)節(jié)點(diǎn)覆蓋優(yōu)化問(wèn)題時(shí)容易陷入早熟收斂的不足,研究了基于擾動(dòng)因子的粒子群覆蓋優(yōu)化,該方法將擾動(dòng)因子融入到粒子群算法的速度更新公式中,通過(guò)擾動(dòng)粒子速度指導(dǎo)粒子進(jìn)化;另外,將量子理論和粒子群算法相結(jié)合,研究了基于量子粒子群算法覆蓋優(yōu)化,該方法利用量子空間中粒子滿足集聚態(tài)性質(zhì)完全不同的