一种多目标的覆盖优化策略在WSNs中的应用.pdf

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1、2014年第33卷第10期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)151＼＼)DOI：10．13873／J．1000-9787(2014)10-0151-04应用技术一种多目标的覆盖优化策略在WSNs中的应用陈树，钱成(江南大学物联网工程学院，江苏无锡214122)摘要：针对目前无线传感器网络(WSNs)能量均衡覆盖策略大都基于节点静态感知能耗的不足，提出一种基于节点的动态能耗和网络覆盖率的多目标覆盖优化策略。该优化覆盖策略将动态路由协议引入到覆盖控制优化中，计算覆盖区域在不同节点分布下的动态通信能耗和网络的剩余能量，再结合区域覆盖率构成

2、对覆盖和能量综合指数评价的优化函数。最后利用改进差分进化算法和差分进化算法对优化函数进行仿真，并利用覆盖结果验证策略的有效性。仿真结果表明：提出的覆盖优化策略既能使网络达到较高覆盖率，同时又能保证网络的能耗动态均衡，并将改进差分进化算法与常规差分进化算法比较，结果表明：前者克服了早熟现象，覆盖和能量的综合优化函数值更高，达到了6．184。关键词：无线传感器网络；能量均衡；动态路由协议；网络覆盖；差分进化算法中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)lO-0151-04Applicationofamulti-objectivecoverageoptimiz

3、ationstrategyinWSNsCHENShu，QIANCheng(SchoolofIoTEngineering，JiangnanUniversity，Wuxi214122，China)Abstract：AimingatmostenergyequilibriumcoveragestrategyisbasedoninsufficiencyofenergyconsumptionofstaticperceptionofnodemostlyinWSNs，amuhi—targetcoverageoptimizationstrategyisbroughtforwardbasedondynami

4、cenergyconsumptionandnetworkcoverageratebasedonnode．Thestrategyintroducesdynamicroutingprotocoltocoveragecontroloptimizationcomputethedynamicenergyconsumptionandtheresidualenergyofthenetwork，establishoptimalfunctionwhichevaluateoncoverageandenergycomprehensiveindexcombinedwithareacoveragerate．Imp

5、roveddifferentialevolutionalgorithmanddifferentialevolutionalgorithmareusedforsimulationanduseresuhofcoverageresuhtoverifyeffectivenessofstrategy．Simulationresultshowsthatthecoverageoptimizationstrategycanachievehighcoveragerateandguaranteedynamicbalanceofnetworkenergyconsumptionatthesametime．Ina

6、ddition，incomparisonwiththeimproveddifferentialevolutionalgorithmandtheconventionaldifferentialevolutionalgorithm，theimproveddifferentialevolutionalgorithmovercomesprematurityvalueofcomprehensiveoptimizationofcoverageandenergyismorehigher，whichreaches6．184function．Keywords：wirelesssensornetworks(

7、WSNs)；energybalance；dynamicroutingprotocol；networkcoverage；difierentialevolutionalgorithm0引言衡和优化。在WSNs网络传输层，受限于传感器节点自身在无线传感器网络(WSNs)覆盖优化控制算法中，网的电池能量，节点间采用自组织和多跳的方式进行通信和络覆盖率和节点能耗均衡是热点研究问题。文献[1]采用数据传输，而网络簇头的频繁更换和发送成簇信息，将