王勇智,戴 华,严权峰

(湖南理工学院 信息科学与工程学院,湖南 岳阳 414006)

0 引言

精准农业利用无线传感器网络对农业环境进行监测,能大大提高土地利用率.传感器节点将采集到的湿度、温度等数据,汇聚到宿节点(Sink node),再由宿节点发往目标节点.宿节点的位置直接影响末端传感器节点的通讯距离以及无线传感器网络的数据传输效率[1].目前,无线传感器网络的宿节点通常被部署在场地的中心点,以提供监测范围的最大化[2].但因不同作物密度与高度、平地与山地等典型农业环境的影响,场地中心点有可能是无线信道传输损耗较大的位置,也有可能是邻近节点稀疏的位置,这样容易导致中心宿节点及其周围节点的能耗更大,造成“能量空洞”,缩短网络的生命周期[3].本文将烟花算法(Firework Algorithm,FWA)[4]应用于精准农业,结合能量衰减模型,提出一种基于能量感知的无线传感器宿节点部署算法,用于计算邻近节点个数多且邻近节点剩余能量更充足的宿节点.

1 基于烟花算法与能量感知的无线传感器宿节点部署算法

1.1 烟花算法

烟花算法是一种新型的种群算法,全局优化能力强,参数少,并具有爆发性、多样性,支持并行搜索等优点.根据烟花适应度的优劣,每个烟花将在自身位置临近范围产生大量的火花以进行搜索.在种群数为N的烟花种群中,第i个烟花的爆炸范围Ai与产生火花数量Si分别为

其中Amax为最大爆炸范围,Smax为最大火花数,Fitness(Xi)为第i个烟花的适应度……