[发明专利]一种基于改进遗传算法构建工业无线网络拓扑图的方法

权利要求书

1.一种构建工业无线网络拓扑图的方法，其特征在于，将系统管理器节点作为中心节点，系统管理器按照与各节点的最小距离将所有节点分为K跳，从K跳节点集合中按照相似度选取代表节点集合N_k,分别从1……K跳代表节点集合中选择节点依次放置在网络拓扑框架1……K层的六边形顶点处；调用遗传算法依次对放置在K层六边形顶点位置上的代表节点调整位置，使处于拓扑框架顶点上的代表节点之间的邻居关系与其实际的物理位置邻居关系相吻合，根据非代表节点与代表节点间的邻居关系信息，将剩余非代表节点全部放入拓扑图框架中，从而完成拓扑图的绘制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对代表节点调整位置具体为：建立同跳内节点邻居关系信息表，在关系信息表中分别设置与所处集合N_k,i相同的属于同跳位置集合Q_k,i内的某一位置元素，对位于第k层的任两个位置元素P_k,i与P_k,j，按照公式j=(i+k)mod 6k或j=(i+2k)mod 6k变换该层中关系信息表中的位置元素，根据适应度函数公式 计算节点x的适值，当f(x)=12k时，节点位置调整完成，其中，E(x_i)为节点在当前状态的拓扑图框架中存在的满足物理邻居关系的数目，k为节点所处跳数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将节点放置在六边形顶点位置具体为：每1层六边形中，从右上角开始顺时针依次为放置k跳代表节点的位置P_k,i (i=1,2,3,…,6k)，P_k,i具有节点ID值，位置P_k,i分到集合Q_k,j中，其中，    i=1,2,…6k，Q_k,j (j=1,2,…,k)为第j层节点位置集合。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于相邻跳之间的节点，从系统管理节点为起点，分别经过位于第一层六边形的任一顶点作两条射线，使得位于两条射线上的相邻节点满足：E(p_k,1,p_k+1,1)=1，E(p_k,1+k,p_{(k+1),1+(k+1)})=1.(k=0,1,2…K)，其中，p_k,i表示位于第k层i位置，E(p_k,i,p_k+1,j)表示位于同心六边形p_k,i和p_k+1,j两位置上代表节点之间的实际物理邻居关系，如果这两个节点在实际物理中是邻居，那么E(p_k,i,p_k+1,j)等于1，否 则等于0。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选择的代表节点具体包括：从所有K跳节点集合Nr₁，Nr₂，…Nr_K中任一集合Nr_i中选取最多6i个节点构成代表节点集合N₁，N₂，…N_K，具体为，若集合Nr_i中的节点 ，n_k,j∈N_k，那么n_k,i与n_k,j的邻居节点集合nr_k,i，nr_k,j的交集为nr_k,i⌒nr_k,i满足条件 的节点作为代表节点，参数β的最优取值范围为0≤β≤0.5。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当出现剩余的节点时，如果待放入的k跳节点与框架中同k跳顶点处的一个节点n_k,i有相同的邻居关系，则待放入的节点就放在节点n_k,i与其相邻的k-1跳节点n_k-1,i位置相连接的线段上；如果待放入的k跳节点与框架中同k跳顶点上的两个相邻节点n_k,i和n_k,i+1是邻居关系，则该节点放在由节点n_k,in_k,i+1位置连接线段上的N等分点处。