利用MATLAB仿真最小发射功率下WSN的连通性和覆盖率.docxVIP

一：题目利用MATLAB仿真最小发射功率下WSN的连通性和覆盖率。二：目的（1）在固定节点个数的前提下，仿真求得使网络保持连通的最小通信半径（最低能级）。（2）在上述节点个数和通信半径的前提下，计算随机布撒的节点的覆盖率。三：方法描述（1）首先假设通信半径都等于感知半径，并且每个节点发射功率均相同。在1x1的单位矩形中随机部署100个传感器节点，在每一节点通信半径下进行1000次试验，进而模拟出连通率随通信半径增加的变化趋势。得出在1000点下保持网络连通的最小通信半径。图1 通信半径与网络连通率从图一可以得出，每个节点得最小通信半径为r=0.29。（2）通过一次随机布撒100个节点，并以每个节点为圆心，绘出半径为0.29的圆。如图2所示：图2 覆盖统计示意图开始想利用微元的思想，将1x1的区域划分成100个小方格，但之后发现该方法复杂。实验中采用将每个节点的圆（通信覆盖范围）填充为黑色，通过连通图中黑白像素点的比例得到覆盖率。覆盖图如下图3所示：图3节点通信覆盖图算法实现流程图如下：图4 覆盖率算法实现流程试验中注意的是在得到网络的覆盖图之后，需要将其尽情处理，仅将1x1的区域截出进行计算，否则实验结果会出现意外错误。截图如下所示;图5 网络覆盖截图实现重要程序如下：pp=imread(C:\Users\zhangkun\Desktop\1.png)p=rgb2gray(pp);m=0;len=size(p,1)lie=size(p,2)for i=1:lenfor j=1:lieif(p(i,j)==0) m=m+1;endendendfugailv=m/(len*lie)%0.9346通过计算得到上图的覆盖率为93.46%四：实验结论在节点个数确定时，存在一个使网络保持连通的最小通信半径（最小能级），可以达到节约能量。本实验中选取100个节点随机布撒，通过1000次仿真得到网络的最小通信半径为0.29m，在该半径下一次随机布撒的覆盖率为93.46%。L=1; % 节点布置区域theta=0:pi/100:2*pi; n=100; % 节点个数node_max=0.29; % 节点最大通信距离X=unifrnd(0,L,1,n); % 生成n个均匀随机数作为横坐标B=sqrt(L^2-abs(X).^2); % 计算每个x对应的y范围Y=unifrnd(0,B,1,n); % 对每个横坐标生成均匀随机数作为纵坐标plot(X,Y,.)hold onaxis equal;axis([0 1 0 1]); figure(1)for i=1:n hold on x=node_max*cos(theta)+X(i); y=node_max*sin(theta)+Y(i); plot(x,y,b-) %fill(x,y,k);endfigure(2)axis equal;axis([0 1 0 1]); for i=1:n hold on x=node_max*cos(theta)+X(i); y=node_max*sin(theta)+Y(i); %plot(x,y,k-) fill(x,y,k);endpp=imread(C:\Users\zhangkun\Desktop\1.png)p=rgb2gray(pp);m=0;len=size(p,1)lie=size(p,2)for i=1:len for j=1:lie if(p(i,j)==0) m=m+1; end endendfugailv=m/(len*lie)%0.9346