[发明专利]一种基于改进细菌趋化算法的二维水污染源定位方法

摘要

本发明公开了一种基于改进细菌趋化算法的二维水污染源定位方法，提供了移动传感器在未知环境中的运动方案，方案基于细菌趋化觅食算法，将单个传感器节点类比为大肠杆菌向着浓度更高更适宜的方向运动；同时本发明将节能和节点耗能的稳定性作为评价指标，使得节点在运动过程中耗能更低、节点电池寿命更长。方案中将传感器采集的污染物浓度、运动方向上的污染物浓度梯度、节点电池剩余能量作为对移动传感器的运动控制量，通过这些量来调节传感器运动时间、运动速度和转动角度，最终达到快速、节能的探索到污染源的目的。通过实验可知，本发明做到快速对污染源定位，且保证节点耗能稳定，提高节点电池寿命。

主权项

1.一种基于改进细菌趋化算法的二维水污染源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在一被污染的水域中，选定测试区域；S2、在选定的测试区域中，随机放置m个可向任意位置处移动的传感器；S3、设定污染物浓度阈值每过一段时间，控制并停止传感器运动，每个传感器将所在位置处采集得到的污染物浓度ω＝[ω₁,ω₂,…,ω_m]，与污染物浓度阈值进行比较；若则认为传感器节点i处于污染区域内，执行步骤S4；否则，执行步骤S5；其中，ω_i为传感器节点i所在位置处的污染物浓度值，i∈m；S4、结合污染物的浓度差值ΔC_i,j，在浓度差值ΔC_i,j趋近于零时，则认为传感器节点i当前所处位置即为污染源，此时传感器节点i停止运动；其他情况下，执行步骤S5；其中ΔC_i,j＝ω_i,j‑ω_i,j‑1，ω_i,j为传感器节点i在第j次运动时所处位置的污染物浓度值，ω_i,j‑1为传感器节点i在第j‑1次运动时所处位置的污染物浓度值；S5、在未定位到污染源的情况下，未定位成功的传感器调整自身的移动角度，进入到下一次运动过程中；S6、重复步骤S3至步骤S5，直到所有传感器均成功定位到污染源。