基于微分进化的信息物理融合系统网关优化部署方法

Iroiman

摘 要：为解决信息物理融合系统下无线传感器网络接入互联网的问题，该文提出一种基于微分进化的网关优化部
3 O6 B" d$ M2 c; w7 Q: s& w8 Y8 ^署方法。该方法以最小化网关覆盖半径和负载平衡水平为优化目标，利用微分进化算法寻找网关优化部署方案，通
0 D* @! i& E# Y过自适应反向搜索、动态参数调整等方法保障寻优过程的种群多样性，解决几何K 中心下的网关部署问题。仿真
9 M+ Q$ h# {: |" U; M- A实验结果表明，该方法具备良好的全局寻优能力和收敛速度，能够在缩小网关集覆盖半径的前提下，进一步平衡各
* z; Q. Z- S/ m4 J# ^网关之间的负载水平，提高信息物理融合系统的网络 QoS 水平。
关键词：信息物理融合系统；微分进化；网关部署；覆盖半径；负载平衡
  w" h  P' Q/ W4 {6 Y1 引言
嵌入式技术、计算机技术和网络技术的发展，
为人类的生活带来了极大便利。但随着网络通信技
术的飞速发展，人们对于各种工程系统和计算设备
4 N" b$ f, j, Z/ u8 w9 }) ?$ S' r8 S的需求已不仅仅局限于功能的扩充，而是更关注系
1 [' V. ]1 j( h  g: o* `9 g统资源的合理有效分配、系统性能的优化以及服务
' n3 `; A6 j) v个性化与用户满意度的提升。在这种需求的引导下，
3 x4 u, S/ y, ?" b: E信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems, CPS)[1]
& j. x  L: U9 l1 H. g9 E: N& g作为一种新型智能系统应运而生，并引起了各国政
府、学术界和商业界的高度重视[2,3]。
在信息物理融合系统中，局部范围内大量微型
传感器节点实现对监测区域信息的采集，通过无线
通信方式形成一个多跳自组织的无线传感器网络[4]。
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