基于帝国主义竞争算法的WSNs定位方案.pdf

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1、42传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第l期基于帝国主义竞争算法的WSNs定位方案王晓光，赵春燕，李群(河北工程大学信息与电气工程学院，河北邯郸056038)摘要：遗传算法(GA)在无线传感器网络(WSNs)定位时存在收敛速度慢、精度低等弊端，针对以上问题，提出了一种利用帝国主义竞争算法(ICA)优化WSNs定位的方案。首先，使用了采样的方法来估计未知节点的初始位置；其次，依靠信标节点和相邻节点的相关信息建立了以最小化全局误差的三维空间的数学定位模型；最后，使用了最新的社会启发算法一IcA来进行定位优化。实验结

2、果表明：与GA定位相比，ICA在WSNs定位上具有定位精度高、收敛迅速的优势。关键词：帝国主义竞争算法；无线传感器网络；定位优化；遗传算法中图分类号：TP393．07文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)01--0042--04WSNslocalizationschemebasedonimperialistcompetitivealgorithmWANGXiao—guang，ZHAOChun—yan，LIQun(SchoolofInformation＆ElectricalEngineering，HebeiUniversityofEngineering，Handan05

3、6038，China)Abstract：Aimingatshortcomingssuchasslowconvergencerateandlowprecisionofgeneticalgorithm(GA)forwirelesssensornetworks(WSNs)positioning，presentaschemeusingimperialistcompetitivealgorithm(ICA)tooptimizeWSNslocalization．Firstly，methodofsamplingisusedtoestimateinitialpositionofunknownnode

4、；Secondly，relevantinformationofbeaconnodeandadjacentnodeisreliedtobuild3Dspacemathematicallocalizationmodelwhichbasedontheminimumglobalerrorastheobjectivefunction；Finally，ICA，thelatestsocialheuristicalgorithm，isusedtooptimizepositioning．Experimentalresultsshowthat，comparedwiththeGA，theICAalgori

5、thmhasadvantagesofhighpositioningprecision，andfastconvergencespeedinWSNspositioning．Keywords：imperialistcompetitivealgorithm(ICA)；WSNs；localizationoptimization；geneticalgorithm(GA)0引言算法已经在聚类分析优化"、工业设计的参数优化引、电无线传感器网络(WSNs)是物联网的重要组成部磁学参数优化等得到了应用，效果良好。ICA的基本思分uj，目前的一个研究热点就是利用WSNs来对物联网想是将所有初始化的国家分为

6、帝国主义国家和殖民地两中的目标进行定位。类，帝国主义国家代表实力较强的一方；相反，殖民地就代WSNs定位问题可归纳为：利用现有的各种进化算法表力量上占弱势的一方，帝国主义通过同化策略和竞争手来降低路径测量值全局误差的方式，以求达到提高定位段来最大化自己的势力范围，在这个过程中，较弱的帝国主的精度目标。义国家会丢失掉它们的殖民地，甚至被消除掉，当算法达到文献[3]提出了使用遗传模拟退火算法(GSAA)来进只剩下一个帝国主义国家或者算法设定的最大进化代数行WSNs定位，文献[4]提出了使用遗传算法(GA)来进行时，算法停止运行。WSNs定位，但是这2种算法对于节点来说计算量都比较实验证明

7、，ICA正在处理函数优化问题上，其收敛速度大、耗时长。文献[5]提出了使用量子粒子群(QPS)算法来与求得结果的准确性上比模拟退火(sA)算法、粒子群提高定位的精度，但其在收敛速度还是存在一些劣势。帝国主义竞争算法(ICA)是由爱尔兰学者卢卡斯等(Ps)算法和GA_6更具优势，所以，本文使用ICA处理人在处理优化人口数量问题时提出的一种社会启发算法，WSNs的定位优化问题。收稿日期：2013-06-09基金项目：河北省自然科学基金资助项目(P2010001