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龙图腾网恭喜南京邮电大学;中科知行云计算(南京)有限公司申请的专利一种改进蚁群算法的智慧农业传感器布局优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114339651B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-13发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202111440693.2，技术领域涉及：H04W4/38；该发明授权一种改进蚁群算法的智慧农业传感器布局优化方法是由张嫚嫚;李鹏;张玉杰;樊卫北;王汝传;张永亮设计研发完成，并于2021-11-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种改进蚁群算法的智慧农业传感器布局优化方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种改进蚁群算法的智慧农业传感器布局优化方法，具体如下：步骤1、土壤中随机布局有多个传感器节点，每个传感器节点采集土壤墒情数据并对其进行预处理；其中，预处理后的土壤墒情数据简记为数据；步骤2、根据步骤1预处理后的土壤墒情数据建立数据冗余度模型和网络能量损耗模型，将数据冗余度模型和网络能量损耗模型加入启发函数中，从而得到改进后的启发函数，引导蚁群搜索能够降低数据冗余度和网络能量损耗的传感器节点布点路径；步骤3、采用改进后的概率转移公式引导蚂蚁从起点向终点方向移动，防止在搜索路径的过程中出现绕路情况，以便搜索出能够降低数据冗余度和网络能量损耗的传感器节点布点路径。本发明节约网络能耗。

本发明授权一种改进蚁群算法的智慧农业传感器布局优化方法在权利要求书中公布了：1.一种改进蚁群算法的智慧农业传感器布局优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、土壤中随机布局有多个传感器节点，每个传感器节点采集土壤墒情数据并对其进行预处理；其中，预处理后的土壤墒情数据简记为数据；步骤2、根据步骤1预处理后的土壤墒情数据建立数据冗余度模型和网络能量损耗模型，将数据冗余度模型和网络能量损耗模型加入启发函数中，从而得到改进后的启发函数，引导蚁群搜索能够降低数据冗余度和网络能量损耗的传感器节点布点路径；步骤3、采用改进后的概率转移公式引导蚂蚁从起点向终点方向移动，防止在搜索路径的过程中出现绕路情况，以便搜索出能够降低数据冗余度和网络能量损耗的传感器节点布点路径；其中，改进概率转移公式是：对概率转移公式中的启发函数和信息素浓度更新公式进行改进，并且在概率转移公式中引入路径趋势向导；启发函数为步骤2中改进后的启发函数，在信息素浓度更新公式的改进则是引入数据冗余度影响因子；步骤2中，数据冗余度模型为：Hij＝1Oij1Oij＝Ri+Rj2 其中，Hij表示第i个和第j个传感器节点之间数据冗余度，Oij表示第i个和第j个传感器节点之间的相异值，Ri表示第i个传感器节点的数据与土壤中剩余传感器节点的数据的差平方之和，用来表示第i个传感器节点数据与土壤中传感器节点数据的相异性，Rj表示第j个传感器节点的数据与土壤中剩余传感器节点数据的差平方之和，用来表示第j个传感器节点数据与土壤中传感器节点数据的相异性，mi和mj分别表示第i个和第j个传感器节点的土壤墒情数据，i,j＝1,2,3，…n，n为传感器节点的总数；只考虑传感器节点发送、接收和传输土壤墒情数据的能量损耗，建立网络能量损耗模型：发送数据的能量损耗： 其中，Esl,Dz表示传感器节点发送土壤墒情数据过程中的能量损耗，l表示发送的土壤墒情数据长度,Dz表示两个传感器节点之间物理距离，Eelec表示处理每单位的数据消耗的能量，efs表示功率放大系数，Dij表示第i个传感器节点和第j个传感器节点之间的距离，Dz在数值上等于Dij，xi表示第i个传感器节点的横坐标，yi表示第i个传感器节点的纵坐标；xj表示第j个传感器节点的横坐标，yj表示第j个传感器节点的纵坐标；接收数据的能量损耗：Er＝l·Eelec6Er表示数据接收过程的能量损耗，在数值上等于接收的土壤墒情数据的长度l与处理每单位的数据消耗的能量Eelec的乘积；数据传输过程中的能量损耗： 若一个传感器节点发送的土壤墒情数据在经过n*个传感器节点后到达终点，那么整个过程的能量损耗如式7所示，整个过程的能量损耗等于数据发送和数据接收两部分之和；其中，表示数据发送过程的能量损耗，l表示发送的土壤墒情数据的长度，dz表示从出发传感器节点到终点经过的传感器节点之间距离总和，在数值上等于Dz的累加和；其中，出发传感器节点是蚁群随机选择的，终点是预先选定的；结合上述接收数据损耗公式4和发送数据的能量损耗公式6以及公式8，将数据传输过程中能量损耗转化成公式10的形式；将网络能量损耗模型、数据冗余度模型引入到启发函数中，计算的启发函数的值作为蚂蚁选择下一个传感器节点的期望值；改进启发函数如下式所示：ηij＝λ1Oij+λ21Ecost+λ31Dij11其中，λ1、λ2、λ3是比例系数、λ1、λ2、λ3分别表示土壤墒情数据相异度、能量损耗和物理距离在启发函数中所占比例，λ1+λ2+λ3＝1，ηij表示第i个传感器节点到第j个传感器节点之间的启发函数。

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