無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路徑優(yōu)化問題的研究.pdf

1、物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運用在各行各業(yè)之中，這將給人們的日常生活帶來翻天覆地的變化。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)”必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是由大量具有無線通信與計算能力的無線傳感器節(jié)點組成，是集采集信息、傳輸信息、處理信息于一體的分布式智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。信息傳輸是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個重要環(huán)節(jié)，是信息從源節(jié)點送達目的節(jié)點的過程，信息傳輸路徑是否合理直接影響到發(fā)送速度，進而影響到整個網(wǎng)絡(luò)的生命期。為了解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中

2、的路徑類問題，人們提出了各種優(yōu)化算法，動態(tài)規(guī)劃方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、遺傳算法是解決路徑問題的有效方法的三種。
　　 本文在分析研究這三種方法的基礎(chǔ)上得出前兩種算法不適用于大規(guī)模的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)論。雖然遺傳算法是解決大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路徑問題的有效算法之一，但是傳統(tǒng)的遺傳算法求解路徑優(yōu)化問題時，二進制編碼串超長、算法容易陷入局部最優(yōu)解等問題。為此，本文對傳統(tǒng)遺傳算法提出了兩條改進措施：一、在遺傳算法進行選擇操作前，對群體中每兩

3、個染色體按照基因位置進行比較避免算法由于過早成熟而陷入局部最優(yōu)解；二、在進行交叉變異操作時，不再采取傳統(tǒng)遺傳算法設(shè)計交叉概率和變異概率的方式，而是采用自適應(yīng)調(diào)整的方式。經(jīng)改進增強了算法尋優(yōu)解空間的能力，降低了算法陷入局部最優(yōu)解情況發(fā)生的機率。并從圖論的角度將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路徑優(yōu)化描述為一個經(jīng)典的組合優(yōu)化問題，目標(biāo)是選擇有效路徑和最大化網(wǎng)絡(luò)生命周期。理論分析和仿真結(jié)果表明了改進遺傳算法解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路徑優(yōu)化問題的優(yōu)越性。