无线传感网:时变多旅行商与遗传算法优化数据采集

0 下载量 6 浏览量 更新于2024-08-29 1 收藏 1.16MB PDF 举报
"无线传感网中基于时变多旅行商和遗传算法的多目标数据采集策略" 在无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)中,数据采集是核心任务之一,传统的数据路由方法在处理大规模、动态变化的环境时可能效率低下。随着技术的发展,无线移动节点技术逐渐成为解决这一问题的新方案。然而,如何有效地规划这些移动节点的路径,以便高效、实时地收集数据,是一个具有挑战性的任务。 该研究提出了一种基于时变多旅行商问题(Time-Varying Multi-Salesman Problem, TVMSP)的多目标数据采集策略。TVMSP是在经典的旅行商问题(Traveling Salesman Problem, TSP)基础上扩展的,考虑了时间因素和多个旅行商(即移动节点)的情况,使得问题更加复杂且难以解决。在WSNs中,每个静态节点都有可能在不同的时间产生不同量的数据,因此,移动节点需要根据数据的生成情况和网络状态实时调整访问顺序。 为了解决这个NP难问题,研究人员设计了一种混合遗传算法(Hybrid Genetic Algorithm, HGA)。遗传算法是一种模拟自然选择和遗传机制的全局优化方法,适用于解决复杂的离散优化问题。在这个特定的问题中,HGA被用来寻找最优的移动节点路径规划,以满足多个目标,如最小化总的旅行距离、最大化数据采集的实时性和均衡各个节点的访问次数。 论文中,作者对提出的算法进行了收敛性分析,证明了算法能够找到接近全局最优解的路径规划。通过在公开数据集上的实验验证,该策略确实提高了数据采集的效率和实时性,表明了这种方法在实际应用中的潜力。 关键词涵盖的领域包括无线传感器网络、数据采集、时变旅行商问题、多移动节点、遗传算法以及多目标优化。这些关键词突显了研究的核心内容和技术手段,显示了研究在优化WSNs数据采集策略方面的贡献。 这项工作为WSNs中的数据采集提供了一个创新的解决方案,通过结合时变多旅行商问题模型和混合遗传算法,实现了对多移动节点的高效路径规划,有助于提升网络性能和数据处理能力。这一策略对于应对不断变化的环境和需求,以及优化大规模WSNs的运行具有重要意义。