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无线传感器网络基于改进遗传算法的节点调度

2019-06-21陈立万李洪兵

陈立万,杨 震,李洪兵,陈 强

(1.重庆三峡学院 教师教育学院,重庆 404100;2.重庆三峡学院 电子与信息工程学院,重庆 404100;3.重庆三峡学院 计算机科学与工程学院,重庆 404100)

0 引 言

无线传感器网络(wireless sensor networks, WSNs)由传感器节点构成,能够感知、采集和传输信息。因为节点自身能量有限,如何实现节点能耗均衡、延长网络生命周期是无线传感器网络的一个研究重点[1]。节点调度可使一部分节点处于休眠状态,减少网络能耗,提高网络通信性能,又能保证整个网络系统正常工作。

节点调度问题在交通运输、物流选址、配送等领域内应用广泛[2]。长期以来人们一直在寻求快速、高效的求解算法,即在给定优化性能指标和满足给定约束情况下[3],通过物流的方式,将合适的材料交付到理想的位置。然而随着节点数的增加,路线数将会呈指数级增长,目前多数算法仍不能在较短时间内给出最优解[4-6]。虽然国内外一些专家用遗传算法解决节点调度问题[7],并且取得了一定的成果,但仍然存在一些缺陷[8],如选择算子的适应度比例选择[9],在执行过程中容易停滞,当规模较大时易陷入局部最优。Ammar Al-Dallal[10]证明了所提出的两段染色体交叉法可以有效提高遗传算法的搜索能力,然而其算法的收敛速度很慢且路径也不是最优路径;Alkhayri等[11]提出一种新的选择算子,称为聚类选择法,虽然迭代次数变少,但其收敛性变差;Wang等[12]提出了一种多子代遗传算法,该算法在选择过程中提高了优秀个体的概率,同时也使得种群更具竞争力,然而其搜索的路径并非最短;……

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