[发明专利]基于智能演化的无线多媒体传感器网络覆盖增强方法

摘要

基于智能演化的无线多媒体传感器网络覆盖增强方法是一种用于无线多媒体传感器网络环境，基于多媒体传感器节点的有向感知模型，针对传感器节点主感知方向调整受相邻节点感知方向的相互制约，主感知方向的调整是一个NP-Hard问题，已有的增强方法直接求解时间复杂度较高，和传感器网络能量受限和计算能力不足相矛盾问题，将量子遗传算法应用于无线多媒体传感器网络的覆盖增强中，并针对网络覆盖增强过程的实际需要进行一些改进，主要包括：覆盖增强过程中的基于多媒体传感器节点的单次最小调整角度进行基因量子比特数选取；在角度调整过程中为了避免迭代次数过大问题，提出了基于传感器节点单次角度调整范围的动态量子旋转门策略。

主权项

一种基于智能演化的无线多媒体传感器网络覆盖增强方法，其特征在于该方法包含在以下的具体步骤：初始场景设置：步骤1).配置监测场景及多媒体传感器节点：设置需要采用多媒体传感器网络监测的区域场景大小；初始化监测场景中无线多媒体传感器节点的数量、布撒位置、主感知方向、感知半径以及传感器节点单次调整的角度值范围；步骤2).配置量子遗传算法：设定种群初始规模，即染色体数目；根据场景中初始节点的数目配置染色体的基因数；根据传感器节点的单次调整的最小角度值配置基因的量子比特数；根据传感器节点的单次调整的角度范围设定量子旋转门中的角度函数；多媒体传感器节点最佳主感知方向计算：步骤3)在[0，1]中随机选择一个数，和量子遗传算法的量子比特的概率幅进行比较分别取0或1，生成种群中各染色体的测量；步骤4)对每一条染色体的测量，将染色体基因的多位二进制表示转化为十进制数值，得到对应传感器节点的主感知方向集合，计算在该主感知方向集合下有效监测区域的平均覆盖度；步骤5)判断是否迭代结束，若未结束则：取有效监测区域的平均覆盖度最小所对应的染色体测量，该染色体对应为演化目标，采用量子动态旋转门对种群中的其它染色体进行调整，获得下一代种群；步骤6)计算前后两代有效监测区域的平均覆盖度最小值的差δ，若δ小于阈值表明迭代演化陷入了局部最小，对量子进行非门操作，改变0、1趋势，并返回步骤3；多媒体传感器节点主感知方向调整：步骤7)取有效监测区域平均覆盖度最小的染色体，逐一对该染色体中的基因比特位进行二进制到十进制的转化，并根据单次最小调整角度得到对应传感器节点的优化主感知方向；步骤8)根据优化主感知方向调整监测区域中传感器节点的主感知方向，并计算最终场景覆盖率。