基于改进流向算法的无线传感器网络三维覆盖优化

• Published in: 控制与信息技术 no. 5; pp. 72 - 78
• Main Authors: 钱志超, 胡必玲, 刘敏敏
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 合肥师范学院 计算机与人工智能学院,安徽 合肥 230000 2024
• Subjects: wireless sensor network; three-dimensional coverage; 流向算法; coverage efficiency; 无线传感器网络; 覆盖效能; 三维覆盖; flow direction algorithm
• ISSN: 2096-5427
• DOI: 10.13889/j.issn.2096-5427.2024.05.010

TP393; 针对传统算法无法很好地解决无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)三维非均匀覆盖的问题,文章提出一种基于改进流向算法(improved flow direction algorithm,IFDA)的无线传感器网络三维覆盖优化算法.其首先引入Gauss映射对节点初始化分布进行处理,使节点分布更为均匀,提高了传感器网络对事件的覆盖率;其次,将T分布扰动融入流向算法,使得算法的全局搜索能力进一步提高;最后提出了一种基于随机数的越界处理方法,以优化节点的越界重定位.将所提出的优化算法与虚拟力算法(virtual force algorithm,VFA)、未知目标精确覆盖算法(exact cover algorithm,ECA)和人工势场算法(artifical potential field algorithm,APFA)在事件呈T型不均匀部署和线型不均匀部署两种情况下进行对比实验,结果表明,在事件呈T型不均匀分布下,IFDA算法的覆盖效能较VFA算法、ECA算法、APFA算法的分别有 3.0%、4.2%和 6.3%的提高;在事件呈线型不均匀分布下,IFDA算法的覆盖效能较其他 3 种算法的分别有 5.1%、6.2%和7.1%的提升,能够较好地解决无线传感器网络在三维非均匀覆盖情况下节点的分布问题.