wsn差分进化算法python代码

时间: 2025-01-23 16:11:33 浏览: 16

差分进化算法在无线传感器网络中的Python实现

差分进化算法是一种高效的全局优化方法,在无线传感器网络(WSN)中可以用于节点部署、能量管理等问题的求解。下面展示一段基于差分进化的简单Python代码,该例子假设目标是最小化某个成本函数。

import numpy as np
from scipy.optimize import differential_evolution

def cost_function(x):
    """定义适用于WSN的成本函数"""
    # 假设x表示各参数向量, 如位置坐标或功率设置.
    # 这里仅作为示意给出简单的平方和形式,
    # 实际应用需替换为具体问题对应的表达式。
    return sum((xi - 0.7)**2 for xi in x)

bounds = [(0, 1)] * 5  # 定义变量上下界范围; 此处取五个维度均为[0,1]

result = differential_evolution(cost_function, bounds)
print(f"Optimized parameters: {result.x}")

上述代码利用scipy库实现了基本框架[^1]。对于特定应用场景下的调整,比如针对不同类型的WSNs特性定制cost_function()以及设定合理的边界条件都是必要的工作内容之一。

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def tsp_heuristic(cities, distances):
    current_city = cities[0]
    path = [current_city]
    unvisited_cities = set(cities[1:])
    
    while unvisited_cities:
        next_city = min(unvisited_cities,
                       key=lambda city: distances[current_city][city])
        path.append(next_city)
        unvisited_cities.remove(next_city)
        current_city = next_city
        
    return path

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4. 网络设计与路由

网络拓扑结构的设计及通信路径的确立也是元启发式算法发挥作用的地方。例如,在无线传感器网络(WSN)中部署节点位置时可以采用差分进化(Differential Evolution),以实现覆盖范围最大化的同时降低能耗成本。

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