[发明专利]基于物联网的森林火灾监测系统节点有效动态覆盖方法

说明书

本发明公开了一种基于物联网的森林火灾监测系统节点有效动态覆盖方法，首先设置参数：种群规模NP、尺度因子F、交叉概率CR、最大进化代数Gmax；然后随机生成种群规模为NP的初始种群，求NP个体的适应度值；判断是否满足终止准则，对当前种群个体进行DE变异操作、DE交叉操作、DE选择操作；再执行局部搜索算法SQI；最后输出求得的最好结果。本发明解决了现有技术中存在的森林火灾监测物联网节点有效覆盖计算代价大、效率低的问题。

技术领域

本发明属于森林火灾监测系统技术领域，具体涉及一种基于物联网的森林火灾监测系统节点有效动态覆盖方法。

背景技术

随着微机电系统、传感器技术和通信技术的不断进步，物联网与现代工业生产和日常生活中的联系日益紧密。特别对于灾害环境监测、林火预警等大范围监测而言，物联网节点覆盖率成为衡量物联网在监测区域可正常工作范围的重要指标。

森林火灾监测物联网覆盖策略根据对监测环境或区域是否已知等情况，可划分为确定性覆盖和随机覆盖。当监测环境或区域已知的情况下，物联网覆盖问题则相对简单，需做好节点设置和路由规划等问题，这种覆盖方式称为确定性覆盖。当监测环境或区域未知的情况下，物联网节点覆盖问题则变的较为棘手，但这种情况往往更符合实际情况，在此情况下完成的物联网节点覆盖称为随机覆盖。森林火灾监测物联网覆盖根据采用的节点是否具有移动能力还可划分为静态覆盖和动态覆盖。当物联网节点在被初次部署后，不再具有移动位置的能力，即部署后其在网络中的位置固定，则称为静态覆盖。当物联网节点在被初次部署后，仍具有一定的移动能力，来改善其在网络中的位置，从而提高网络覆盖率，增强网络性能，这种覆盖则称为动态覆盖。动态覆盖相比于静态覆盖，由于节点的可移动性，使得物联网在覆盖率，网络传输容量，节点生存时间等许多方面都体现出较为显著的优势，日益成为人们研究的热点。

物联网节点的覆盖部署伴随着物联网的出现而产生，是物联网全面获取周围信息的必要条件。物联网节点的覆盖部署主要研究如何以较少的节点数量，实现对目标区域的完全覆盖，或使覆盖区域面积最大，并使网络联通性和质量具有可靠保障。一些情况下，为了实现物联网对周围信息的充分感知能力，节点的部署往往采取冗余的方式进行，即以保证覆盖目标区域为前提，采用相邻节点覆盖范围重叠的方式进行。冗余覆盖实现了节点获取周围信息的目标，但也带来了许多问题，如节点获取和传输的周围信息重复，占用了网络资源，导致网络中节点能耗的增加，减少了节点在网络中的生存时间等，因此，在物联网节点部署时应尽量减少不必要的冗余覆盖。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于物联网的森林火灾监测系统节点有效动态覆盖方法，解决了现有技术中存在的森林火灾监测物联网节点有效覆盖计算代价大、效率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，基于物联网的森林火灾监测系统节点有效动态覆盖方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、参数设置：种群规模NP、尺度因子F、交叉概率CR、最大进化代数Gmax；

步骤2、随机生成种群规模为NP的初始种群，求NP个体的适应度值；

步骤3、判断是否满足终止准则，如果满足，则算法终止，转向步骤6；否则转向步骤4；

步骤4、对当前种群个体进行DE变异操作、DE交叉操作、DE选择操作；

步骤5、执行局部搜索算法SQI；

步骤6、输出求得的最好结果。

本发明的特点还在于，

步骤1具体如下：设置种群规模NP＝40、尺度因子F＝0.5、交叉概率CR＝0.9、最大进化代数Gmax＝300。

步骤2具体如下：