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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