一种基于改进细菌趋化算法的二维水污染源定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改进细菌趋化算法的二维水污染源定位方法，提供了移动传感器在未知环境中的运动方案，方案基于细菌趋化觅食算法，将单个传感器节点类比为大肠杆菌向着浓度更高更适宜的方向运动；同时本发明专利技术将节能和节点耗能的稳定性作为评价指标，使得节点在运动过程中耗能更低、节点电池寿命更长。方案中将传感器采集的污染物浓度、运动方向上的污染物浓度梯度、节点电池剩余能量作为对移动传感器的运动控制量，通过这些量来调节传感器运动时间、运动速度和转动角度，最终达到快速、节能的探索到污染源的目的。通过实验可知，本发明专利技术做到快速对污染源定位，且保证节点耗能稳定，提高节点电池寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进细菌趋化算法的二维水污染源定位方法
本专利技术涉及水污染源定位领域，更具体地说，涉及一种基于改进细菌趋化算法的二维水污染源定位方法。
技术介绍
水是人类赖以生存的重要资源，也是所有生物维持生命的基本物质。同时在工业、农业、生活等各个领域起着重大的作用。另一方面，我国的淡水资源总体储量不多，属于水资源缺乏的一个国家。在这样的情况下，随着我国工业化的水平不断提到，水环境受到的污染也越来越严重。我们将工业、农业以及生活中未经处理的废水直接排到干净的水资源中，我国主要的七大江河都分别受到不同程度的污染。在水环境问题日益突出的今天，研究污染监测与污染源定位问题对环境保护有重要意义。若能及时获取污染源位置，则可立即采取补救措施，并进一步治理污染，所以需要方便有效的方法来进行水环境中污染源的探测与定位。常用污染源定位与追踪方法有遥感探测、移动机器人探测、人工探测等，但这些技术在水污染源探测与定位应用中，有许多局限性。例如，遥感技术只能观测到扩散较为缓慢的水体表面污染；人工探测成本较高，且受地形限制。无线传感器网络具有节点分布密集、多节点协同工作、成本相对低廉、监测范围广、地理位置限制小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于改进细菌趋化算法的二维水污染源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在一被污染的水域中，选定测试区域；S2、在选定的测试区域中，随机放置m个可向任意位置处移动的传感器；S3、设定污染物浓度阈值

【技术特征摘要】
1.一种基于改进细菌趋化算法的二维水污染源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在一被污染的水域中，选定测试区域；S2、在选定的测试区域中，随机放置m个可向任意位置处移动的传感器；S3、设定污染物浓度阈值每过一段时间，控制并停止传感器运动，每个传感器将所在位置处采集得到的污染物浓度ω＝[ω1,ω2,…,ωm]，与污染物浓度阈值进行比较；若则认为传感器节点i处于污染区域内，执行步骤S4；否则，执行步骤S5；其中，ωi为传感器节点i所在位置处的污染物浓度值，i∈m；S4、结合污染物的浓度差值ΔCi,j，在浓度差值ΔCi,j趋近于零时，则认为传感器节点i当前所处位置即为污染源，此时传感器节点i停止运动；其他情况下，执行步骤S5；其中ΔCi,j＝ωi,j-ωi,j-1，ωi,j为传感器节点i在第j次运动时所处位置的污染物浓度值，ωi,j-1为传感器节点i在第j-1次运动时所处位置的污染物浓度值；S5、在未定位到污染源的情况下，未定位成功的传感器调整自身的移动角度，进入到下一次运动过程中；S6、重复步骤S3至步骤S5，直到所有传感器均成功定位到污染源。2.据权利要求1所述的二维水污染源定位方法，其特征在于，步骤S5中，在未定位到污染源的情况下，未定位成功的传感器的移动角度调整公式为：其中αi,j和βi,j分别传感器节点i第j次运动时随机调整的角度值；θi，j和θi，j-1分别为传感器节点i在第j次和第j-1次运动时的运动角度；ΔCi,j＝ωi,j-ωi,j-1，其中ωi,j为传感器节点i在第j次运动时所处位置的污染物浓度值，ωi,...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，王剑桥，张祥莉，陈振兴，王典洪，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42