能量有效的無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋優(yōu)化研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是由大量分布在監(jiān)測區(qū)域內的能量有限的,并具有感知、計算和通信能力的微型傳感器節(jié)點,通過自組織的方式所組成的網(wǎng)絡。在具體應用之前,必須根據(jù)特定的應用環(huán)境準則,確定傳感器節(jié)點的部署方案。覆蓋作為無線傳感器網(wǎng)絡中的一個基本問題,就是保證在一定服務質量的前提下,如何實現(xiàn)網(wǎng)絡覆蓋范圍的最大化,以提供可靠的監(jiān)測服務。
　　本文主要在覆蓋問題基礎上,考慮節(jié)點的能量有效性,討論研究能量有效的無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋優(yōu)化。本文的主要研究工作

2、如下:
　　1.能耗均衡的覆蓋策略
　　針對隨機高密度節(jié)點布設所導致的節(jié)點覆蓋區(qū)域重疊、網(wǎng)絡能耗過大和通信沖突等問題,在選取最優(yōu)覆蓋節(jié)點集合的基礎上,同時考慮網(wǎng)絡區(qū)域能耗的均衡問題,研究了一種基于遺傳算法的能耗均衡覆蓋策略。構建概率感知模型網(wǎng)絡,定義一個能耗均衡系數(shù)用以表示網(wǎng)絡能耗均衡程度,以覆蓋率、工作節(jié)點數(shù)和網(wǎng)絡能耗均衡系數(shù)為優(yōu)化目標,然后利用遺傳算法進行求解,得到最優(yōu)網(wǎng)絡覆蓋。仿真結果表明,該覆蓋控制策略能夠在達到較高

3、覆蓋率的同時,有效降低能耗并保證網(wǎng)絡能量均衡,從而保持網(wǎng)絡穩(wěn)定運行和延長網(wǎng)絡生存時間。
　　2.節(jié)能的移動節(jié)點覆蓋優(yōu)化
　　針對基本粒子群算法在求解移動節(jié)點覆蓋優(yōu)化問題時容易陷入早熟收斂的不足,研究了基于擾動因子的粒子群覆蓋優(yōu)化,該方法將擾動因子融入到粒子群算法的速度更新公式中,通過擾動粒子速度指導粒子進化;另外,將量子理論和粒子群算法相結合,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)性質完全不同的