[发明专利]一种精确的无线传感器网络节点部署系统

权利要求书

1.一种精确的无线传感器网络节点部署系统，其特征是，包括：

(1)将所有传感器节点随机或按照预设方案散布在传感器网络的目标区域中；

(2)将各传感器节点的初始坐标作为蝙蝠算法中蝙蝠的初始位置，将无线传感器网络的覆盖率作为蝙蝠算法的适应度函数，通过蝙蝠算法寻找目标区域内传感器节点的最佳部署位置；

(3)根据获得的最佳部署位置对目标区域内的传感器节点进行重新部署。

2.根据权利要求1所述的一种精确的无线传感器节点部署系统，其特征是，在所述最佳部署位置外的其它传感器节点暂时休眠，当最佳部署位置处的传感器节点电量耗尽或者通信出现障碍时，所述最佳部署位置外的传感器节点代替电量耗尽或者通信出现故障的传感器节点开始工作。

3.根据权利要求2所述的一种精确的无线传感器网络节点部署系统，其特征是，采用蝙蝠算法寻找目标区域内传感器节点的最佳部署位置的过程为：

步骤(1)，初始化蝙蝠算法中的参数，包括最大迭代次数T_max，搜索脉冲的频率最大值f_max和最小值f_min，初始响度以及初始脉冲速率r_i⁰；确定传感器节点数量n，即蝙蝠种群数量设置为n，将各传感器节点的初始坐标作为蝙蝠算法中的蝙蝠初始位置x_i＝{x_i1，x_i2，...，x_in}，初始速度v_i＝{v_i1，v_i2，...，v_in}；

步骤(2)，计算每个传感器节点的适应度函数J(x)值，并保存当前最优蝙蝠位置

步骤(3)，计算此时传感器节点在位置的脉冲频率f_i，并对每个传感器节点的速度和位置进行更新；

步骤(4)，生成随机数rand1，若(为蝙蝠i在t时刻的脉冲速率)，则蝙蝠算法以随机扰动的方式在当前最优蝙蝠位置附近产生一个新的局部个体

式中，ε为[-1，1]中的任意数字，A^t是在t时刻所有蝙蝠个体的平均脉冲响度，为当前最优蝙蝠位置；

步骤(5)，生成随机数rand2，若(为脉冲音强)且则蝙蝠i移向位置并更新算法的脉冲音强和脉冲速率，反之，直接跳到步骤(7)，其中，为局部个体对应的适应度值，为最优蝙蝠位置对应的适应度值；

步骤(6)，遍历整个蝙蝠种群中所有蝙蝠个体的适应度值同时根据适应度值的大小对群体进行排序，从中找出群体当前最优蝙蝠位置

步骤(7)，对当前最优蝙蝠位置进行修正，得到若比优，则以代替则的修正公式为：

式中，为t-1时刻的最优蝙蝠位置，为第i个蝙蝠在t-1时刻的适应度值，为在t时刻的最优蝙蝠位置对应的适应度值，τ为调节参数；

步骤(8)，判断是否达到最大迭代次数，若不达到，则返回步骤(2)，若达到，则停止计算，输出最佳部署位置。

4.根据权利要求3所述的一种精确的无线传感器网络节点部署系统，其特征是，所述步骤(3)中采用的速度更新公式为：

式中，和分别为蝙蝠i在t时刻的速度和位置，为蝙蝠i在t-1时刻的速度，ω_i为蝙蝠i的惯性权重，ω_min为最小惯性权重，ω_max为最大惯性权重，为当前蝙蝠群中最优蝙蝠位置，f_i为蝙蝠的脉冲频率，J_i(t)为蝙蝠i在t时刻的适应度值，J_max为算法的最大适应度值，为调节参数。

5.根据权利要求4所述的一种精确的无线传感器网络节点部署系统，其特征是，在所述步骤(3)中的位置更新公式中引入位置调整因子对蝙蝠算法的位置更新公式进行改进，则位置调整因子的计算公式为：

式中，t_i为当前迭代次数，T_max为蝙蝠算法的最大迭代次数，c₁为数值较小的常数；

则步骤(3)中采用的位置更新公式为：

式中，为蝙蝠i在t时刻的位置，为蝙蝠i在t-1时刻的位置，为蝙蝠i在t时刻的速度。