基于粒子群算法的网络最优节点部署优化matlab仿真

1.程序功能描述
基于粒子群算法的网络最优节点部署优化,实现WSN网络的节点覆盖最大化。

2.测试软件版本以及运行结果展示
MATLAB2022A版本运行

3.核心程序

%使用PSO优化剩余WSN节点位置以覆盖洞
Numv     = 2*(N);
func     = @(x)fobjs(x,Rmax,area);
Vmin     = zeros(Numv,1);
Vmax     = area(1).*ones(Numv,1);
options  = optimoptions(@particleswarm,'Display','iter','MaxIterations',200,'PlotFcn','pswplotbestf');
[x,fval] = particleswarm(func,Numv,Vmin,Vmax,options);
finalPos = reshape(x,[numel(x)/2,2]);
  
  
  
% 绘制优化后的节点分布图
figure
plot(finalPos(:,1), finalPos(:,2), 'r.'); % 绘制节点位置
hold on
for ii = 1:N % 绘制优化后每个节点的圆形传输范围
    [Nx2(ii,:),Ny2(ii,:)] = wsn_scale(finalPos(ii,1), finalPos(ii,2), Rmax);
    fill(Nx2(ii,:), Ny2(ii,:), [0.0,0.2,0.8]); % 填充颜色
    alpha 0.2 % 设置透明度
    hold on
end
axis on % 显示坐标轴
xlabel('x(m)') % x轴标签
ylabel('y(m)') % y轴标签
title('优化节点分布图') % 图标题
title('优化节点分布图')
axis([0,CD,0,CD]);
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4.本算法原理
粒子群优化（Particle Swarm Optimization, PSO）算法是一种启发式优化技术，灵感来源于鸟群觅食行为，能够有效解决连续和离散空间中的优化问题。在网络最优节点部署场景中，PSO用于确定一组最佳的位置，使得网络覆盖最广、效率最高、成本最低或满足其他特定性能指标。在现代通信网络、物联网（IoT）、智能城市规划等应用场景中，节点（如基站、传感器、路由器等）的合理部署对整个系统的性能至关重要。目标通常是在满足覆盖需求、信号质量、成本预算等约束条件下，优化网络的整体性能，如最大化覆盖范围、最小化传输延迟或成本。