1 簡(jiǎn)介

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network-WSN)作為物聯(lián)網(wǎng)的"末梢神經(jīng)",是一種綜合數(shù)據(jù)感知與采集,融合處理和信息傳輸功能于一體的無(wú)線自組織智能群體型網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng),其典型的應(yīng)用就是監(jiān)測(cè)某個(gè)目標(biāo)區(qū)域,采集人們所需的各種客觀世界的物理信息,實(shí)際情況中,大部分監(jiān)測(cè)區(qū)域都是人類無(wú)法直接到達(dá)進(jìn)行確定性部署的,但可以通過隨機(jī)散播傳感節(jié)點(diǎn)以自組織的方式形成WSN.傳感器節(jié)點(diǎn)其物理結(jié)構(gòu)固有的特性導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)感知范圍是有限的,故不能有效地保證監(jiān)測(cè)區(qū)域的覆蓋率達(dá)到應(yīng)用的需求,因此WSN要想得到廣泛的實(shí)際應(yīng)用,覆蓋率必須得到保證,這關(guān)系著網(wǎng)絡(luò)的性能及服務(wù)質(zhì)量.

2 部分代碼

close allclearclcaddpath(genpath(cd))warning('off')%%N=10; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? % 節(jié)點(diǎn)數(shù)area=[10,10]; ? ? ? ? ? ? ?% 以米為單位的節(jié)點(diǎn)部署區(qū)域Trange=2; ? ? ? ? ? ? ? ? ? % 傳感器節(jié)點(diǎn)的傳輸范圍（以米為單位）nodes.pos=area(1).*rand(N,2);% 節(jié)點(diǎn)地理位置lambda=0.125; ? ? ? ? ? ? ? ?% 以米為單位的信號(hào)波長(zhǎng)nodes.major = Trange; ? ? ? ?% 橢圓范圍的長(zhǎng)軸，以米為單位nodes.minor = lambda*Trange; ?% 橢圓范圍的短軸，以米為單位% redundantNo=9; ? ? ? ? ? ? ? % 愈合節(jié)點(diǎn)數(shù) redundantNo=round(10*N/100);%% 繪制節(jié)點(diǎn)部署cnt=1;for ii=1:N ? ? ? ? ?for jj=1:N ? ? ? ?if ii~=jj ? ? ? ? ? ?nodes.distance(ii,jj)=pdist([nodes.pos(ii,:);nodes.pos(jj,:)]); ? ? ? ? ? ?if nodes.distance(ii,jj)<Trange || nodes.distance(ii,jj)==Trange ? ? ? ? ? ? ? ?nodes.inrange(ii,jj)=1; ? ? ? ? ? ?else ? ? ? ? ? ? ? ?nodes.inrange(ii,jj)=0; ? ? ? ? ? ?end ? ? ? ?end ? ?endendfigureF5=plot(nodes.pos(:,1),nodes.pos(:,2),'.','color','r');hold onfor ii=1:N ? ? ? ? ? ? ? ? ? % 繪制圓形傳輸范圍 ? ?[nodes.circle.x(ii,:),nodes.circle.y(ii,:)]=circle(nodes.pos(ii,1),nodes.pos(ii,2),Trange); ? ?F6=fill(nodes.circle.x(ii,:),nodes.circle.y(ii,:),[0.25,0.25,0.25]); ? ?alpha 0.3 ? ?hold onendaxis onxlabel('x(m)')ylabel('y(m)')title('具有圓形傳輸范圍的節(jié)點(diǎn)的初始放置')%% 繪制德勞內(nèi)三角形TRI = delaunay(nodes.pos(:,1),nodes.pos(:,2));figure(2)F5 = plot(nodes.pos(:,1),nodes.pos(:,2),'.','color','r');hold onfor ii=1:N ? ? ? ? ? ? ? ? ? % 繪制圓形傳輸范圍 ? ?[nodes.circle.x(ii,:),nodes.circle.y(ii,:)]=circle(nodes.pos(ii,1),nodes.pos(ii,2),Trange); ? ?F6=fill(nodes.circle.x(ii,:),nodes.circle.y(ii,:),[0.25,0.25,0.25]); ? ?alpha 0.3 ? ?hold onendaxis onxlabel('x(m)')ylabel('y(m)')title('節(jié)點(diǎn)初始位置的覆蓋孔')hold ontriplot(TRI,nodes.pos(:,1),nodes.pos(:,2))%%孔洞檢測(cè)[holeDetected.circle,Circmcenter.circle,circumradius.circle]=holeDetection(TRI,nodes,F5,F6,Trange,area,2,1);display(['--> No of detected Holes for Circular = ',num2str(numel(find(holeDetected.circle)))])%% PSO 優(yōu)化其余 wsn 節(jié)點(diǎn)的位置以覆蓋孔nvars = 2*(N);fun=@(x)objf(x,Trange,area);lb=zeros(nvars,1);ub=area(1).*ones(nvars,1);options = optimoptions(@particleswarm,'Display','iter','MaxIterations',100,'PlotFcn','pswplotbestf');[x,fval] = particleswarm(fun,nvars,lb,ub,options);finalPos = reshape(x,[numel(x)/2,2]);% 繪制最終調(diào)整的節(jié)點(diǎn)的位置figureplot(finalPos(:,1),finalPos(:,2),'o','color','r');hold onfor ii=1:N ? ? ? ? ? ? ? ? % 繪制圓形傳輸范圍 ? ?[finalcircle.x(ii,:),finalcircle.y(ii,:)]=circle(finalPos(ii,1),finalPos(ii,2),Trange); ? ?fill(finalcircle.x(ii,:),finalcircle.y(ii,:),[0.25,0.25,0.25]); ? ?alpha 0.3 ? ?hold onendaxis onxlabel('x(m)')ylabel('y(m)')title('具有圓形傳輸范圍的節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化位置')

3 仿真結(jié)果

4 參考文獻(xiàn)

[1]史朝亞. 基于PSO算法無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化的研究[D]. 南京理工大學(xué).

博主簡(jiǎn)介：擅長(zhǎng)智能優(yōu)化算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)、信號(hào)處理、元胞自動(dòng)機(jī)、圖像處理、路徑規(guī)劃、無(wú)人機(jī)等多種領(lǐng)域的Matlab仿真，相關(guān)matlab代碼問題可私信交流。

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