能耗均衡和节能的分层无线传感器网络汇聚层优化部署

摘要

分层无线传感器网络中,汇聚节点的部署位置,对感知节点的能耗大小以及均衡起着至关重要的作用,最终影响传感器网络使用寿命。因此,在保证所有传感节点均能有效连接的前提下,对汇聚节点的位置进行优化,延长网络生存时长。同时考虑两个优化目标,即最小化感知节点的总传输功率,以及尽可能均衡感知节点的能耗。这是一个非凸的NP-hard的多目标优化问题。为了求解该问题,首先提出了一种多目标黏菌算法,然后基于此,设计了一种分层无线传感器网络汇聚层优化部署机制。充分的实验结果表明,基于多目标黏菌算法的优化部署机制可以显著降低感知节点的总功率,平衡感知节点之间的能量消耗。