5、无线传感器网络中的软计算优化

无线传感器网络中的软计算优化

1. 优化基础概念

在科学技术领域，优化意味着高效利用可用资源，综合考虑期望和非期望因素，以实现系统的最佳性能。在无线传感器网络（WSNs）中，节点能量、频率和传感器节点内存等资源，以及单个网络的处理能力都极为珍贵，必须高效利用。

典型的优化问题由目标函数和相关约束条件组成。目标函数的目的是最小化或最大化目标，可分为单目标函数和多目标函数。与变量形式相关的约束条件用于定义解决方案的边界范围。具有 n 个变量和 m ≥ 1 个目标的优化问题（最小化）的正式定义如下：
- 单目标：

min ( )  //
  f x
single objective 
(2.1)

• 多目标：

min
( ),  ( ),  ( ), ..  ( )  //
f x
f x
f x
f
x
Multi
m
1
2
3
…


−objective 
(2.2)

约束条件：

Subject to          h
i
m
i
i
  ,
.
≤
=
…
0
1 2
(2.3)

k
j
m
j
j
  ,
.
≤
=
…
0
1 2
(2.4)

其中，x 和 f(x) 分别定义决策空间和目标空间，变量 hi 和 kj 与约束条件相关。在优化问题中，变量和方程的性质及导数用于进