一种面向多目标点监测的无线传感网感知拓扑构建方法

摘要

发明涉及一种面向多目标点检测的无线传感网感知拓扑构建方法，其特征在于从多目标点覆盖调度的角度，以基于仿生算法的多目标点感知覆盖调度算法为基础，提供了一种对多目标点监测感知拓扑构建方法，所述的仿生算法以目标点覆盖率为设计前提，网络能耗均衡为设计目标，并着重考虑目标点重覆盖数据冗余采集的问题。使用仿生学算法最优化算法，以网络的能量方差、目标点覆盖率、活动节点个数为适应度函数的构造参数，计算出合理的活动节点集合，并根据该集合，对网络的拓扑结构和路由进行控制。本发明适用于随机冗余布设的中高速、低功耗混合传感器网络及对应的M2M应用。

主权项

一种面向多目标点监测的无线传感网感知拓扑构建方法，其特征在于以下步骤：步骤一：获取各节点在网络中自身位置信息，并通过泛供或定向寻路路由方式告知网络中心控制节点，从而获取网络中有效节点位置和能量相关信息；步骤二：编码，采用0/1模型对仿生个体进行编码，每个仿生个体代表一个下轮可能采用的调度模式，仿生个体长度等于网络中的有效节点个数；步骤三：按照仿生算法的执行标准流程，以适应度评估函数为指导，给出最终解；适应度函数的设计，以能耗均衡为目标进行；包括（1）责任节点的选取；（2）解优劣性评估；（3）最终评估结果修正；步骤四：若最终的仿生个体不满足目标点全覆盖或特定比例以上覆盖的目标，修整对应的仿生个体编码项，使其以最小编码位改动满足全覆盖，对其进行解码即可获得当前网络场景下的最大节点覆盖集；对于覆盖率过差的最终解，采用删除操作，若删除操作次数小于N，则返回步骤四；否则，需通过中心控制节点上报进行人工处理；N取5‑7；步骤五：根据步骤四的计算结果，形成以中心控制节点为根的树状网络拓扑，更改删除操作次数为零；步骤六：根据预设的网络拓扑重构时间，返回步骤一；步骤三中所述的适应度评估函数是由：①本轮能量方差Vcur与预估的下轮能量方差Vpre的差值Vdif；②当前仿生个体对目标点的覆盖率Ct；③所使用的传感器节点的数目Nv，三个评估参数构建的；所述的适应度评估函数为： fit = ( V dif + ( 1 C t ) ) × 1 N v Vdif=Vpre‑VcurCt=C(X)/M其中，C(X)表示当前杂草个体X对应覆盖的目标点数目，M为目标点总数；Ct、Nv、Vdif均与当前杂草个体X相关。