基于免疫算法的有向傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)覆蓋研究.pdf

1、隨著傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)的發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)成為人們研究的熱點。由于硬件的限制,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由許多帶有有限能量的節(jié)點組成,并被隨機部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi),其中的傳感器節(jié)點具有監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、無線通信的能力。以往的傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點的感知模型都是全向型的,即感知范圍為一個圓域。但現(xiàn)實中存在一種有向型的傳感器,它們在不同的方向上具有不同的感知能力,其感知范圍是一個扇形,且其感知方向可以變化。因此,以往對于全向型傳感器網(wǎng)絡(luò)

2、的研究成果完全不適用于有向傳感器網(wǎng)絡(luò),需要人們找到新的解決辦法。
　　 覆蓋問題是傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的基本問題,主要有區(qū)域覆蓋,目標(biāo)覆蓋等,目前人們的關(guān)注焦點都是區(qū)域覆蓋,對于目標(biāo)覆蓋的研究還很少。本文旨在針對有向傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)覆蓋問題進行研究,即在一個區(qū)域中隨機分布大量的傳感器與目標(biāo)點,在對有向傳感器構(gòu)建數(shù)學(xué)模型后,采用免疫算法進行組合優(yōu)化選擇,選擇最少數(shù)量的傳感器覆蓋全部的目標(biāo)點,從而節(jié)省硬件成本,延長網(wǎng)絡(luò)生存時間。
　

3、　 本文首先介紹了有向傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念與基本理論,并給出了傳感器的0-1感知模型和概率感知模型。基于0-1感知模型,本文采用免疫算法(IA),包括免疫規(guī)劃算法(IP)和克隆選擇算法(CSA),在相同的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)條件下進行仿真實驗,并將得到的結(jié)果與目前解決效果最好的遺傳算法進行比較。在概率感知模型下,考慮到搜索時間和算法的穩(wěn)定性,本文采用免疫規(guī)劃算法進行仿真實驗并分析得到的結(jié)果。最終通過仿真實驗證明,免疫規(guī)劃算法和克隆選擇算法能有效的解決