基于改进遗传算法的无线传感网覆盖优化.pdf

【基于改进遗传算法的无线传感网覆盖优化】 无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）是由大量部署在特定区域内的小型传感器节点组成的自组织网络，这些节点能够感知环境、处理数据并进行通信。在许多应用中，如环境监测、军事侦察、灾害预警等，WSNs的覆盖性能是关键因素，直接影响到网络的有效性和可靠性。本文探讨了一种基于改进遗传算法的无线传感网覆盖优化方法，旨在提高混合无线传感器网络的覆盖率。 遗传算法是一种模拟生物进化过程的全局优化方法，它通过模拟自然选择、交叉和变异等机制来搜索问题的解决方案。然而，传统的遗传算法存在早熟现象，即过早地收敛于局部最优解，而忽视了全局搜索。此外，确定最大迭代次数往往需要经验设定，这可能影响算法的效率和准确性。 针对上述问题，该研究提出了一种基于多个种群并行优化的改进遗传算法。在该算法中，多个独立的种群并行运行，而不是单一的种群。每个种群都有自己的进化策略，通过移民算子实现种群间的交流，以增加多样性，防止算法陷入局部最优。同时，采用人工选择算子来选取每个种群中的优秀个体，并结合精华种群（精英策略）保存每代的最佳染色体，以确保优良基因的传承。通过这种方式，算法能够在不同种群间保持较好的全局搜索能力，同时避免了过早收敛的问题。 在新提出的进化终止条件设计上，研究人员利用精华种群中保存的最优染色体信息，当达到一定条件时停止算法，无需预先设定最大迭代次数，使得算法更加灵活且高效。 实验结果证明，改进的遗传算法在提高WSNs覆盖率方面表现出色，不仅收敛速度快，而且无需预设最大迭代次数，有效解决了传统遗传算法的不足。这种优化方法对于无线传感器网络的部署和性能提升具有实际意义，特别是在动态环境或资源受限的场景下，能够更好地保证网络的覆盖质量和持久性。 总结来说，这篇论文通过改进遗传算法实现了对无线传感器网络覆盖的优化，提高了网络的整体覆盖性能，解决了传统遗传算法的早熟和迭代次数设定问题，对于无线传感器网络的理论研究和实际应用都提供了有价值的参考。