[发明专利]一种基于人工免疫与贪婪混合算法的雾设备节点部署方法

权利要求书

1.一种基于人工免疫与贪婪混合算法的雾设备节点部署方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：根据距离最短与满足约束两个方向，利用贪婪算法分配传感器节点与雾设备节点的连接关系；

步骤2：采用人工免疫算法，将适应度函数值作为抗原，将雾设备节点作为抗体，根据传感器节点与雾设备节点的连接关系，计算抗原与抗体的亲和度值；

步骤3：计算种群中抗体与抗体之间的亲和度；

步骤4：根据抗原与抗体的亲和度值和抗体与抗体之间的亲和度，计算抗体在种群中的期望繁殖概率；

步骤5：选取r个最高抗原与抗体亲和度以及s个最高的抗体与抗体亲和度组成Y个最优抗体；

步骤6：选取Z₁-Y个执行交叉、变异免疫操作，得到经过免疫操作的抗体，其中，Z₁表示种群总数；

步骤7：将步骤5中的最优抗体与步骤6中经过免疫操作的抗体组成新的种群；

步骤8：重复执行步骤1至7，直至适应度值优化幅度小于设定范围，则结束迭代，得到雾设备节点部署方案。

2.根据权利要求1所述的一种基于人工免疫与贪婪混合算法的雾设备节点部署方法，其特征在于：所述步骤1具体包括以下子步骤：

S210：初始m＝1；

S220：将传感器节点m到p个雾设备节点的距离按照从小到大进行排序，设置标志位Flag_limit＝0，Flag_capacity＝0，Flag_delay＝0，选取距离最短的雾设备节点n；

S230：判断计算雾设备节点n剩余连接数是否大于0，若大于则Flag_limit＝1，若小于等于则Flag_limit＝0；

S240：计算雾设备节点n剩余带宽是否大于等于传感器节点m的任务量，若大于等于则Flag_capacity＝1，若小于则Flag_capacity＝0；

S250：计算雾设备节点n携带的任务量除以当前雾设备节点n的处理速度是否小于等于雾设备节点n已连接传感器节点的最小延时，若小于等于则Flag_delay＝1，否则Flag_delay＝0；

S260：判断Flag_limit、Flag_capacity、Flag_delay三者乘积是否为1或判断n是否大于p，若满足其中一项，则进一步判断m是否大于传感器节点总数M，若大于，则输出传感器节点与雾设备节点连接关系并执行步骤2，否则令m＝m+1，执行S220；若两项均不满足，则令传感器节点m到该雾设备节点n之间的距离d_mn为无穷大，n＝n+1，执行S220。

3.根据权利要求1所述的一种基于人工免疫与贪婪混合算法的雾设备节点部署方法，其特征在于：在步骤2中，根据式(1)计算抗体的适应度值：

在式(1)中，G(A,C)为部署成本：

其中，d_mn表示传感器节点m与雾设备节点n之间的距离，a_mn表示两者是否连接，若两者连接，则a_mn赋值1，若不连接，则a_mn赋值0；c_n表示雾设备节点n是否被选中，若被选中，则赋值1，否则赋值0；J_n表示雾设备节点的价格；

在式(1)中，P_L表示连接数的违约值：

在式(1)中，P_M表示带宽违约值：

在式(1)中，P_T表示延时违约值：

4.根据权利要求1或3所述的一种基于人工免疫与贪婪混合算法的雾设备节点部署方法，其特征在于：在步骤2中，根据式(6)计算抗原与抗体的亲和度：

式中，F_E1表示抗体E1的适应度值。

5.根据权利要求4所述的一种基于人工免疫与贪婪混合算法的雾设备节点部署方法，其特征在于：在步骤3中，根据式(7)计算抗体与抗体的亲和度：

式中，AE_E1，E2表示抗体E1与抗体E2之间的相似性，Z₁表示种群总数。