基于多目標(biāo)遺傳算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)覆蓋問題研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，WSNs）因其廣闊的應(yīng)用前景而受到日益廣泛的關(guān)注，它一般工作在無人值守的區(qū)域，能量十分有限，而能量的限制制約著網(wǎng)絡(luò)的覆蓋度和網(wǎng)絡(luò)壽命，因而形成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：網(wǎng)絡(luò)覆蓋度和網(wǎng)絡(luò)壽命。于是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)核心問題就是如何對(duì)已經(jīng)布局的大量傳感器組成的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃，以期在不同的應(yīng)用場合達(dá)到我們的不同的覆蓋度和網(wǎng)絡(luò)壽命目標(biāo)要求，這屬于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)覆蓋問題

2、。本文研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)覆蓋問題的建模，提出了解決此問題的多目標(biāo)遺傳算法、特別是對(duì)多目標(biāo)遺傳算法的遺傳編碼方案進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究。 對(duì)動(dòng)態(tài)覆蓋問題的建模由兩個(gè)方面組成：網(wǎng)絡(luò)覆蓋度的定義和網(wǎng)絡(luò)壽命的定義。首先，鑒于以前有些文獻(xiàn)把延長網(wǎng)絡(luò)壽命轉(zhuǎn)化為在有限時(shí)間段內(nèi)節(jié)約能量來考慮了，我們首先說明了節(jié)約能量和延長網(wǎng)絡(luò)壽命在有些情況下不是兩個(gè)完全相同的概念，進(jìn)而在考慮了傳感器能源特性的情況下，給出網(wǎng)絡(luò)壽命的定義。其次，考慮了網(wǎng)絡(luò)壽命

3、的定義和網(wǎng)絡(luò)布局特點(diǎn)等因素，給出了網(wǎng)絡(luò)覆蓋度的定義。最終給出了網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)覆蓋問題模型。 對(duì)于給出的動(dòng)態(tài)覆蓋問題的模型，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)壽命是不確定的，這就給多目標(biāo)遺傳算法的編碼帶來了較大困難。本文針對(duì)所建立的模型，基于多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)覆蓋問題的算法設(shè)計(jì)，提出了三種算法，分別為打開順序預(yù)排列法、預(yù)先布局時(shí)間段法、全局能量分配法。各個(gè)時(shí)間段傳感器打開與否考慮的順序不同，影響著傳感器的打開狀況和耗能水平，自然也影響著網(wǎng)絡(luò)