[发明专利]基于遗传算法的无线传感器网络节点覆盖优化方法

摘要

本发明将遗传算法用于求解无线传感器网络节点最优覆盖问题。使用遗传算法作为优化工具对问题进行求解的时候，将问题模型化为0/1规划问题，然后使用二进制编码的遗传算法对问题进行求解。在算法中，将遗传算法的染色体编码为0/1二进制串，然后通过进化机制进行优化。对于随机散布了N个传感器，个体编码就是一个N位长的0/1二进制串。在对这些传感器进行最优选择的时候，如果某个传感器被选择了，那么在个体编码中的相应位被设置为1，否则设置为0。通过这种编码方式，个体编码和现实的网络结构直观地对应了起来，不但理解容易，而且算法实现简单，方便使用。

主权项

1、一种基于遗传算法的无线传感器网络节点覆盖优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)问题的生成。在D×D区域内随机散布N个传感半径为R的无线传感器。(2)初始化算法的各个参数，并初始化遗传算法的第一代群体。(3)计算群体中的每个染色体的适应值。适应值函数为：maxf(X)＝w1f1(X)+w2(1-f2(X))其中，f1表示覆盖率，f2来表示消耗率。S＝{S1，S2，...，SN}表示无线传感器节点集合，X代表的节点子集是S*＝{Sj，|xj＝1}。A表示整个区域的面积。|S|表示所有传感器节点的数目。|S*|表示开启的传感器数目。w1和w2分别表示f1和f2的权重。(4)保留历史最优解。(5)运用轮盘赌的选择方法，选择染色体到下一代群体。(6)对产生的下一代群体执行交叉和变异算子。其中，交叉的方法为单点交叉，变异的方法为均匀变异。(7)如果满足终止条件，则结束程序，否则回到步骤(3)。