[发明专利]一种基于导向粒子群算法的节点部署方法

权利要求书

1.一种基于导向粒子群算法的节点部署方法，其特征在于，所述节点部署方法包括：

步骤一：将多个传感器在待监测区域内随机部署，初始化n个传感器的节点，获得各个节点的初始位置和初始速度；

步骤二：在节点虚拟力与网格虚拟力的作用下，带动节点移动，获得对应节点的更新位置和更新速度；

步骤三：根据各节点的更新位置和更新速度计算在待监测区域内各节点的网络覆盖率，并从所述各节点的网络覆盖率中选出全局最优覆盖率；

步骤四：按照所述各节点的网络覆盖率的大小顺序，将各节点分为优势节点集合和劣势节点集合，通过重复交叉操作，生成新的节点群；

步骤五：根据所述新的节点群计算所述新的节点群的覆盖率；

步骤六：判断所述新的节点群的覆盖率是否大于所述全局最优覆盖率，如果是，则根据所述新的节点群的覆盖率更新全局最优覆盖率，以对传感器的节点部署；否则，执行步骤二，重复迭代；

所述生成新的节点群及各节点的位置和速度的方法包括：

步骤41：从所述优势节点集合和劣势节点集合中分别随机选出一个节点；

步骤42：将两个节点的速度和位置按照设定权重进行交叉，生成一个新节点的速度和位置；

步骤43：判断劣势节点集合中是否还有节点，如果有则执行步骤41；否则，执行步骤44；

步骤44：将通过迭代生成的全部新节点替代所述劣势节点集合中对应选择的节点，形成新的节点群。

2.根据权利要求1所述的基于导向粒子群算法的节点部署方法，其特征在于，在步骤六中，在返回步骤二之前，所述节点部署方法还包括：判断当前的迭代次数是否达到设置阈值，如果是，则按照当前的全局最优覆盖率对传感器的节点部署；否则返回步骤二。

3.根据权利要求1所述的基于导向粒子群算法的节点部署方法，其特征在于，所述节点虚拟力的计算方法包括：

根据以下公式计算节点s_i受到节点s_j的虚拟力F_ij1：

其中，d_ij表示节点s_i与节点s_j的距离，d_th表示阈值距离，R表示传感器节点的通信半径，α_ij为节点s_i与节点s_j之间的方位角，α_ik为节点s_i与网格点间的方位角，w_a表示虚拟力的引力系数，w_r表示虚拟力的斥力系数；

根据以下公式计算节点s_i所受的全部节点作用的节点虚拟力

4.根据权利要求3所述的基于导向粒子群算法的节点部署方法，其特征在于，所述网格虚拟力的计算方法包括：

根据以下公式计算单个网格点k与节点s_i间的作用力F_ik2:

其中，d_ik表示节点s_i与未覆盖的网格点k的距离，r表示节点的感知半径；

根据以下公式确定节点s_i所受全部未覆盖的网格点的网格虚拟力

其中，l表示未覆盖的网格点的数量。