无线传感器网络节点调度的算法研究

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传感器网络的节点调度是组合优化问题和无线通信技术领域的一个研究热点。有向传感器网络是一种新兴的传感器网络,有向传感器的感知角度有限给监测区域中目标全覆盖和网络中节点调度问题的实现带来了一些挑战,所以针对有向传感器网络,研究一种能实现目标全覆盖和网络节点调度的算法是很有必要的。
  遗传算法是一种模拟自然进化过程的群智能仿生算法,其具有应用简单,并行搜索,自适应学习和优胜劣汰等特点,因此将遗传算法应用到有向传感器网络的目标覆盖和节点调度问题中具有重大的研究意义。
  本文对国内外的研究现状进行分析和总结,对遗传算法进行改进,采用基于目标覆盖的种群初始方法和非可行解修复方法对网络中有向传感器的监测方向进行优化确定,实现以最小数量的传感器对网络中所有监测目标的全覆盖。然后应用最小覆盖集调度方法,使部分传感器节点处于工作状态,而其他节点处于休眠状态。仿真实验结果表明,与传统的遗传算法相比,本文提出的改进算法得到的初始种群中可行解比例明显增大,算法的进化效率有了显著改善。同时,相比基于冗余判断准则的调度方法,最小覆盖集调度方法可以进一步延长网络的使用寿命。
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