一种基于遗传聚类的无线传感器网络分簇算法.pdfVIP

128 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 2012年 第3l卷 第ll期 一 种基于遗传聚类的无线传感器网络分簇算法 何世钧 ，代岩岩，周汝雁，周文君 ，赵世亭 (上海海洋大学 信息学院，上海 2o1306) 摘 要：针对无线传感器网络(WSNs)存在负载能量不平衡的问题，为实现传感器网络能耗均衡、最大化 延长网络周期，提出一种基于遗传模糊聚类算法的WSNs分簇算法。在该算法 中，用遗传算法 (GA)优化 模糊聚类算法，改进模糊聚类算法对初始值敏感的问题，形成节点位置的最优分簇。仿真结果表明：无论 传感器节点如何分布，与FCM相比，该算法每次都收敛到最优 目标函数值，每次分簇结果都相同，其分簇 效果要优于FCM。 关键词：无线传感器网络 ；分簇；遗传算法；模糊聚类 中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1000-9787(2012)11-0128-04 A clusteringalgorithm ofW SNsbasedon geneticcluster HEShi-jun，DAIYan·yan，ZHOURu—yan，ZHOUWen-jun，ZHAOShi—ring (CollegeofInformationScience，ShanghaiOceanUniversity，Shanhgai201306，China) Abstract：Aimingatunbalancedproblem ofloadenergyofWSNs，aclusteralgorithm basedonthegeneticfuzzy clusteralgorithm ispresented，inordertobalancethenodes’energyconsumptionand maximizethenetwork’S lifetime．Thealgorithm optimizesthefuzzyclusteralgorithm withgeneticalgorithm toimprovethesensitivityofthe initialvalueandform theoptimalclusteringofnodeposition．Simulationresultsshow that，nomatterhow sensor nodesaredistributed，comparedwithFCM，thisalgorithmcanconvergetotheoptimalobjectivefunctionvaluesand getthesameclusteringresultseverytime．ItsclusteringeffectisbetterthanFCM． Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；clustering；geneticalgorithm(GA)；fuzzycluster 0 引 言 敛速度快 ，聚类效果好 ，应用最为广泛。但FCM存在对初 无线传感器网络(wirelesssensornetworks，WSNs)是通 始值敏感，容易陷入局部最优解的缺点。本文把聚类方法 过无线通信方式形成多跳 自组织的网络系统，能够协同地 应用到WSNs路 由算法的簇形成过程中 ，提出一种基于 感知、采集和处理网络覆盖地理区域中对象的信息，并传送 遗传聚类的WSNs分簇算法，解决了模糊聚类算法对初始 给观察者 。由于传感器节点大都采用电池供电，一旦投 值敏感的问题，实现传感器网络的最优分簇 ，从而有效延 放，则很难补充能量。因此，如何降低传感器节点的能耗， 长WSNs的生命周期。 延长网络寿命成为WSNs的首要设计 目标。其中，分簇技 1 FCM 与遗传算法基本理论