基于多移動節(jié)點的多目標(biāo)數(shù)據(jù)采集策略

　　近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)受到廣泛討論和使用，其部署在感知現(xiàn)場的傳感器節(jié)點需要完成3個方面的工作：1）從感知環(huán)境中采集所需要的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對感知現(xiàn)場的監(jiān)控；2）對數(shù)據(jù)進行存儲或處理；3）發(fā)送自身節(jié)點或轉(zhuǎn)發(fā)來自其他節(jié)點的數(shù)據(jù)到基站或sink節(jié)點。數(shù)據(jù)采集是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最重要的功能之一。

　　傳感器節(jié)點是一個具有通信模塊且由板載電源供電的微型電子設(shè)備，在被部署至感興趣的區(qū)域之后以自組織方式構(gòu)建成連通的通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對感興趣事件的監(jiān)測和數(shù)據(jù)的傳輸。傳統(tǒng)的傳感器節(jié)點和sink節(jié)點之間使用無線多跳的通信方式傳送感知數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)流遵循多對一的模式，越靠近sink節(jié)點的傳感器節(jié)點需要承擔(dān)越多的通信負(fù)載，從而使這些節(jié)點容易過早地耗盡自身能量，導(dǎo)致在sink節(jié)點周圍出現(xiàn)能量空洞。能量空洞的出現(xiàn)使采集到的數(shù)據(jù)不能繼續(xù)傳送給sink節(jié)點，導(dǎo)致即使網(wǎng)絡(luò)中仍然遺留有大量未被充分利用的能量資源，網(wǎng)絡(luò)的生命周期也會提前結(jié)束。

　　相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)路由的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，無線移動節(jié)點技術(shù)逐步成為近年來無線傳感網(wǎng)中數(shù)據(jù)采集的另一種新技術(shù)。由于其中對靜態(tài)節(jié)點遍歷次序的求解本身是一個NP難問題，提出了一種更為通用的基于多移動節(jié)點的多目標(biāo)數(shù)據(jù)采集策略，將此問題建模為一種時變多旅行商問題模型?？紤]到其屬于NP難的離散優(yōu)化問題模型，設(shè)計了一種針對問題特點的混合遺傳算法來求解多個移動節(jié)點的規(guī)劃路徑，并對設(shè)計的算法給出了收斂性證明。通過對公開數(shù)據(jù)集的測試證實，所提基于多移動節(jié)點采集數(shù)據(jù)的時變旅行商問題模型和設(shè)計的求解算法確實能有效地提高數(shù)據(jù)采集的效率和實時性。
?