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MATLAB无线传感器网络仿真系统:寿命优化与可伸缩性分析

资 源 简 介

基于MATLAB开发的无线传感器网络仿真系统,支持自定义拓扑生成、能耗建模、自适应路由协议设计及扩展性测试。通过参数配置,用户可优化网络生存时间与可伸缩性,适用于WSN性能评估与研究。

详 情 说 明

无线传感器网络寿命优化与可伸缩性仿真系统

项目介绍

本项目基于MATLAB构建了一个无线传感器网络(WSN)的仿真模型,核心目标是优化网络的生存时间与可伸缩性。系统集成了网络拓扑生成、能耗模型模拟、自适应路由协议设计以及网络扩展性测试等功能模块。用户可通过配置不同的网络参数,直观地评估网络在各种场景下的性能表现,为WSN的规划和优化提供数据支撑。

功能特性

  • 网络拓扑生成:支持自定义节点数量、初始能量及位置坐标,快速构建异构WSN仿真环境。
  • 能耗模型模拟:内置精确的能耗计算模型,可配置通信半径、数据包大小、传输频率及发送/接收能耗系数。
  • 自适应路由协议:实现了以LEACH为代表的分簇路由算法,动态优化簇头选举与数据转发路径。
  • 动态拓扑重构:根据节点能量状态与网络负载,实时调整网络结构以延长生存时间。
  • 可伸缩性分析:支持大规模节点扩展测试,生成网络性能对比报告与可视化图表。

使用方法

  1. 参数配置:在主脚本中修改传感器节点数量、初始能量、位置坐标、通信半径等输入参数。
  2. 运行仿真:执行主脚本启动仿真过程,系统将自动进行网络初始化、路由协议执行与能耗计算。
  3. 结果分析:查看生成的网络生存时间曲线、节点剩余能量分布热力图及可伸缩性分析报告。

系统要求

  • 操作系统:Windows/Linux/macOS
  • 软件环境:MATLAB R2018b或更高版本
  • 依赖工具包:MATLAB基础环境(无需额外工具箱)

文件说明

主程序文件整合了仿真的核心流程,具体包括:网络初始化与节点拓扑生成功能;基于分簇路由协议(如LEACH)的动态簇头选举与数据通信流程;节点能耗的实时计算与能量状态更新机制;仿真过程中存活节点数量的统计与网络生存时间的分析;以及不同节点规模下网络性能的可伸缩性测试与结果可视化输出。