[发明专利]一种基于人工蜂群算法的无线传感器网络链路可靠性优化算法

说明书

本发明公开了一种基于人工蜂群算法的无线传感器网络链路可靠性优化算法，该方法具体包括以下步骤：具体包括以下步骤：将被监测三维区域划分为l×w×h个像素点形成点集R_a，在网络中总共部署|S|个传感器节点，满足网络的覆盖和连通需求，S为总体传感器节点集合，其为预置传感器节点集合S_p和增补传感器节点集合S_a的合集，即S＝S_p∪S_a，在网络先预置传感器节点集合S_p部署到点集R_a上。本发明的有益效果是：本发明与之前的人工蜂群算法寻求链路可靠性的过程相比，该发明解决的是无线传感器网络三维角度下的整体网络链路可靠性问题，发明中引入了食物源的适应值来调整搜索过程，使得解决方法的全局寻优和局部寻优能力更强，从而更为有效的解决无线传感器网络的覆盖问题。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络链路可靠性优化方法，具体为一种基于人工蜂群算法的无线传感器网络链路可靠性优化方法，属于物联网应用技术领域。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)是一种多跳自组织的信息感知、采集与传输系统，能在多种环境下获取详尽、准确的数据，实现人与客观世界的信息交互。WSN网络链路可靠性其本质上表达的是网络优质通信的能力，即网络传输错误率最小的情况。同时，网络链路可靠性也是评价无线传感器网络所提的供服务质量的一个标准。复杂区域的链路可靠性优化问题属于NP难的问题，人工蜂群算法常被用来解决这一类问题。

传统的人工蜂群算法解决该类问题的过程，存在以下两类问题：

1、人工蜂群算法本身存在全局搜索能力强、局部搜索能力弱的缺点，并且算法和问题本身结合不够，对不同的链路可靠性问题普适性不足；

2、传统链路可靠性问题解决的主要是基于二维区域的链路可靠性计算，未针对三维进行。

因此，本发明中，为解决WSNs链路可靠性最优部署问题，将问题的适应性等特征融入传统的人工蜂群算法，随着迭代的进行，算法自动进行全局搜索以及局部搜索能力的平衡，实现更为有效的链路可靠性计算。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述的问题，而提出一种基于人工蜂群算法的无线传感器网络链路可靠性优化算法，本发明中，将问题的适应性等特征融入传统的人工蜂群算法，随着迭代的进行，算法自动进行全局搜索以及局部搜索能力的平衡，实现更为有效的链路可靠性计算。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于人工蜂群算法的无线传感器网络链路可靠性优化算法，具体包括以下步骤：

步骤一：将被监测三维区域划分为l×w×h个像素点形成点集R_a，在网络中总共部署|S|个传感器节点，满足网络的覆盖和连通需求，S为总体传感器节点集合，其为预置传感器节点集合S_p和增补传感器节点集合S_a的合集，即S＝S_p∪S_a；

步骤二：在网络先预置传感器节点集合S_p部署到点集R_a上，满足当前网络覆盖性及连通性需求再按照以下步骤基于人工蜂群算法进行增补节点S_a的部署使得网络平均链路正确性最大化；

步骤三：初始化人工蜂群算法的参数，种群数PS、问题维度D(在本发明中为增补传感器的数目，即D＝|S_a|)、最大循环次数Maxitr以及食物源未更新次数limit；其中，雇佣蜂和跟随蜂各占种群数量的一半为NP，侦察蜂设为1个，算法适应值设定为网络平均链路正确性，从三维的角度进行WSNs链路可靠性的计算，从而适用于更多的应用场景；