一种分层无线传感器网络汇聚层节点优化部署方法技术

本发明专利技术提供一种分层无线传感器网络汇聚层节点优化部署方法，包括获取布置范围，设定障碍物及信号衰减值；设置汇聚层节点的位置坐标为计算变量；初始化计算参数及约束条件；根据黏菌种群的位置，在黏菌种群满足约束条件时计算每个黏菌种群的适应度；或在黏菌种群不满足约束条件时将其适应度调至最大；依据新黏菌位置，迭代计算黏菌种群的适应度，直至当前迭代中黏菌种群最优适应度优于当前最优适应度或迭代次数达到最大为止；输出最优适应度的位置，得到汇聚层节点最小的总功率及相应位置。实施本发明专利技术，基于黏菌优化算法来优化汇聚层节点的位置，使得感知层节点发射的总功率达到最小，或使得感知层节点的能耗尽可能均衡，从而提高网络的使用寿命。提高网络的使用寿命。提高网络的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种分层无线传感器网络汇聚层节点优化部署方法


[0001]本专利技术涉及无线局域网
，尤其涉及一种分层无线传感器网络汇聚层节点优化部署方法。

技术介绍

[0002]无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)是一种分布式传感网络，综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,传送到这些信息的用户。无线传感器网络是计算机科学技术的一个新的研究领域,已经引起了学术界和工业界的高度重视。被认为是将对21世纪产生巨大影响力的技术之一。但当网络规模过大时，由于单个节点的数据承载能力有限，使自组织的传感网络稳定性较差，因此在进行大规模的无线传感器网络的部署时通常采用分层架构。
[0003]基于分层结构的无线传感器网络一般包含汇聚层节点和感知层节点，感知层节点主要负责信息的采集，随后将采集的信息转发给与之相关联的汇聚层节点，随后汇聚层节点将感知层节点传输的数据收集并转发。在基于分层结构的无线传感器网络中，汇聚层节点作为感知本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分层无线传感器网络汇聚层节点优化部署方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1、获取无线传感器网络布置范围，并将所述无线传感器网络布置范围进行网格离散化处理后，且在网格离散化处理后的无线传感器网络布置范围中，设定三种类型障碍物及每一种类型障碍物对应的信号衰减值；步骤S2、将汇聚层节点的位置坐标(x,y)设置为计算变量；步骤S3、定义2n维度的超维空间、分别对应优化模型中的2n个变量、黏菌的种群大小为P
s
以及算法寻优时的最大迭代次数为max_t。进一步的，定义第t次迭代过程中，第i个黏菌种群如下式(1)：进一步的，初始化黏菌位置，由下式(2)计算得出：其中，rand是位于区间[0,1]上的随机数；步骤S4、定义约束条件为：C
∑
＝1，C
∑
为汇聚层节点对感知层节点的覆盖率，且其中，c(CN
i
,SN
j
)为第i个汇聚层节点CN
i
对第j个感知层节点SN
j
的覆盖率，且p0为感知节点的最低发射功率；β为传播路径中的信号衰减，且其中，为感知层节点SN
j
到汇聚层节点CN
i
的距离；γ为路径损耗指数，表示路径损耗随距离的增长率，它依赖于周围环境和建筑物类型；d0为参考距离；α为基准距离d0的功率；β
s
为由障碍物引起的功率损耗，且当汇聚层节点与被关联的感知层节点之间跨障碍物时加上相应的障碍物衰减值；步骤S5、根据黏菌种群的位置，在黏菌种群满足约束条件时，根据下式(3)计算每个黏菌种群的适应度；或在黏菌种群不满足约束条件时，将其适应度...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐震洲，易家欢，金山，黄辉，郭瑞淇，应子怡，韩晨，张巧凤，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：