基于粒子群优化的无线传感器网络覆盖优化MATLAB系统

资 源 简 介

本MATLAB项目利用粒子群算法动态优化无线传感器网络节点布局，提升目标区域覆盖率并减少冗余节点。系统通过迭代调整传感器坐标，兼顾连接性与能耗效率，提供可视化界面展示优化结果，适用于环境监测与智能安防等场景。

详 情 说 明

基于粒子群优化的无线传感器网络覆盖优化系统

项目介绍

本项目实现了一种基于粒子群优化算法的无线传感器网络节点部署优化方案。系统通过模拟粒子群智能搜索过程，动态调整传感器节点在监测区域内的空间分布，以解决网络覆盖最大化与资源高效利用之间的平衡问题。该系统适用于环境监测、智能安防、农业物联网等需要优化传感器布局的应用场景，能够有效提升网络感知质量并降低部署成本。

功能特性

• 智能优化部署：采用粒子群算法自动计算传感器节点的最优位置坐标，显著提升目标区域的监测覆盖率
• 多参数灵活配置：支持区域形状（矩形/圆形）、传感器属性（感知半径、通信半径）、节点数量范围及算法参数的全方位自定义
• 覆盖质量评估：实时计算网络覆盖率，识别覆盖盲区与节点感知重叠区域，优化资源分配
• 可视化分析：提供节点分布示意图、覆盖率收敛曲线等多种直观图形输出，辅助用户分析优化效果
• 性能指标量化：输出覆盖率百分比、节点利用率、算法收敛速度等关键性能指标，为部署决策提供数据支持

使用方法

1. 参数设置：在代码起始部分修改监测区域参数（形状、尺寸）、传感器参数（传感半径、通信半径、节点数范围）和粒子群算法参数（种群规模、迭代次数、惯性权重、学习因子）
2. 运行优化：执行主程序启动优化过程，系统将自动进行粒子群迭代计算，寻找最优节点部署方案
3. 结果分析：程序运行完成后，查看输出的节点坐标矩阵、覆盖率结果及生成的各类可视化图表
4. 方案调整：根据性能指标分析结果，可调整参数重新运行优化，直至获得满意的部署方案

系统要求

• 运行环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 必要工具箱：无特殊工具箱依赖，标准MATLAB环境即可运行

文件说明

主程序文件整合了系统的全部核心功能，包括：无线传感器网络基础建模与参数初始化、粒子群优化算法的完整实现流程、网络覆盖率的动态计算与评估、优化结果的多样化输出生成（含节点坐标矩阵、性能指标统计及可视化图表）。该文件作为系统入口，通过模块化设计实现了从参数输入到结果输出的完整处理链路。