构建由40个节点构成的无线传感器网络场景,实现簇状拓扑结构的生成。针对各个节点参数进行随机设置,基于Leach协议的选取原则实现簇头节点的更迭。给出能实现的代码

时间: 2024-03-26 11:35:35 浏览: 195
以下是一个使用Python实现的简单示例代码,用于生成由40个节点构成的无线传感器网络场景,实现簇状拓扑结构的生成,并基于Leach协议的选取原则实现簇头节点的更迭: ```python import random # 定义节点类 class Node: def __init__(self, id, energy, x, y): self.id = id self.energy = energy self.x = x self.y = y self.cluster_head = False # 定义无线传感器网络类 class WirelessSensorNetwork: def __init__(self, num_nodes, energy): self.num_nodes = num_nodes self.energy = energy self.nodes = [] self.cluster_heads = [] self.threshold = 0.05 # 阈值 # 生成节点 def generate_nodes(self): for i in range(self.num_nodes): x = random.uniform(0, 100) # 节点随机分布在平面内 y = random.uniform(0, 100) node = Node(i, self.energy, x, y) self.nodes.append(node) # 进行簇头选取 def select_cluster_heads(self): for node in self.nodes: if node.cluster_head: continue if random.uniform(0, 1) < self.threshold: node.cluster_head = True self.cluster_heads.append(node) # 更新簇头节点 def update_cluster_heads(self): for node in self.nodes: if node.cluster_head: continue min_distance = float("inf") # 设置最小距离为无穷大 for cluster_head in self.cluster_heads: distance = ((node.x - cluster_head.x) ** 2 + (node.y - cluster_head.y) ** 2) ** 0.5 # 计算节点到簇头之间的距离 if distance < min_distance: min_distance = distance node.cluster_head = cluster_head.id # 打印节点信息 def print_nodes(self): for node in self.nodes: print("Node ID: {}, Energy: {}, Position: ({}, {}), Cluster Head: {}".format(node.id, node.energy, node.x, node.y, node.cluster_head)) # 创建无线传感器网络场景 wsn = WirelessSensorNetwork(40, 100) # 生成节点 wsn.generate_nodes() # 进行簇头选取 wsn.select_cluster_heads() # 更新簇头节点 wsn.update_cluster_heads() # 打印节点信息 wsn.print_nodes() ``` 在上述示例代码中,定义了Node类和WirelessSensorNetwork类,用于表示节点和无线传感器网络。在WirelessSensorNetwork类中,生成节点使用generate_nodes()方法实现,簇头选取使用select_cluster_heads()方法实现,更新簇头节点使用update_cluster_heads()方法实现,打印节点信息使用print_nodes()方法实现。 在实际应用中,需要根据具体情况进行参数的设置和调整,以保证生成的簇状拓扑结构的有效性和稳定性。
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