【优化选址】基于粒子群算法求解无线传感器WSN部署优化问题含Matlab源码

1 简介

无线传感器网络是将大量的传感器感知节点散布在监测区域中,通过节点之间的无线信息传输形成的自组网。由于无线传感器网络工作环境复杂,传感器节点更换电源不便,网络的覆盖控制问题成为研究核心,它决定了无线传感器网络对监测区域的覆盖率和网络的整体寿命,直接反映出了无线传感器网络的监测质量。采用合理的覆盖策略,可以对节点进行优化部署,以达到对无线传感器网络的有效利用。本文主要研究无线传感器网络感知节点的部署覆盖问题,以标准粒子群算法为切入点,建立起无线传感器网络覆盖模型,提出通过动态调节传感器节点位置来达到提高网络覆盖率,降低能耗,保证覆盖质量的目的。

2 部分代码

function fugailv=fitness(x)%覆盖率待优化;
% (xx1,yy1)分别为网格点的横纵坐标；
% x为传感器节点的坐标, r为传感器节点的感知半径;
% k1为求被覆盖的格点，summ为被覆盖的格点数；
[P,N,N1]=size(x);%x是三维数组，N=40
XMAX=1000;%区域总长度
XMIN=0;%区域总长度
YMAX=1000;%区域总宽度
YMIN=0;%区域总宽度
deta=2;
r=120;
re=2;
x1=XMIN:deta:XMAX;
y1=YMIN:deta:YMAX;
[xx,yy]=meshgrid(x1,y1);
[n,m]=size(xx);
K=m*n; %总的网格点数目
a=zeros(m,n);%a是m*n阶零矩阵
b=zeros(m,n);%b是m*n阶零矩阵
for i=1:N
    M=find(x1==2*round(x(1,i,1)/2));
    p1=M-60;
    p2=M+60;
    if p1<1
        p1=1;
    end
    if p2>501
            p2=501;
    end
    N=find(y1==2*round(x(1,i,2)/2));
    q1=N-60;
    q2=N+60;
    if q1<1
        q1=1;
    end
    if q2>501
            q2=501;
    end
    for u=p1:p2
        for v=q1:q2
            if a(u,v)<1
            D=sqrt((x1(u)-x(1,i,1))^2+(y1(v)-x(1,i,2))^2); %网格点与传感器节点间的距离
            if (D<=r-re)  %在圆盘内可靠范围里的网格点，探测概率为1
                a(u,v)=1;
            end
            if(r-re<D<=r+re) %在圆盘内可靠范围外，外可靠范围里的网格点，探测概率为0.85
                a(u,v)=0.75;
            end
            if(D>r+re) %外可靠范围外的网格点，探测概率为0
                a(u,v)=0;
            end
            if  a(u,v)<=b(u,v)
                a(u,v)=1-(1-a(u,v))*(1-b(u,v));
            end
         end
        end
    end
                b=a;
end
summ=sum(sum(a));
fugailv=summ/K;

3 仿真结果

4 参考文献

[1]史朝亚. 基于PSO算法无线传感器网络覆盖优化的研究[D]. 南京理工大学.

博主简介：擅长智能优化算法、神经网络预测、信号处理、元胞自动机、图像处理、路径规划、无人机等多种领域的Matlab仿真，相关matlab代码问题可私信交流。

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