基于模糊規劃的無線傳感器網絡節點選擇方法

涂偉健，徐向華，程宗毛，王 然

(1.杭州電子科技大學 計算機學院，浙江 杭州 310018；2.杭州電子科技大學 理學院，浙江 杭州 310018)

無線傳感器網絡由許多小型傳感器節點組成，每個傳感器節點具有采集、處理和轉發數據的功能，采集的數據包括溫度、濕度、光照強度、電壓等。并以其低廉、小型、功能強大的特點被廣泛應用于多種場合，比如震動監控[1-3]，精準農業[4-6]、目標檢測[7-8]和區域重構[9-11]等。

在針對節點選擇問題時，文獻[12]設計了一種稀疏選擇向量選擇最有益的傳感器集合來滿足克拉美羅界，而克拉美羅界被解釋為誤差約束。而文獻[13]通過將區域網格化，選擇滿足誤差要求的網格點作為節點的部署點。文獻[12～13]雖然都考慮了誤差精度，將傳感器選擇問題轉化為最優化問題求解，但在選擇節點時并有沒考慮所選傳感器是否能夠正常工作，若所選傳感器處于故障狀態，那么選擇的節點子集就不能正常工作。文獻[14]針對節點選擇問題設計了一種稀疏促進罰函數避免重復選擇相同傳感器節點，將問題公式化為凸二次規劃求解，從而達到網絡中傳感器節點負載均衡的目的。但是將誤差精度作為凸二次規劃的目標，會使得最終選擇的傳感器子集可能出現誤差較大的情況。

因此，在節點選擇的過程中，節點不僅要滿足誤差約束要求，而且為了避免選擇處于故障狀態的節點，還需要考慮節點處于工作狀態的概率。在誤差約束方面，模糊規劃算法選用反距離加權插法對插值點數據進行預測，并利用均方誤差評價插值效果。……