文章目錄

• 一、理論基礎
• • 1、節點覆蓋模型
  • 2、布谷鳥搜索算法(CS)
• 二、仿真實驗與結果分析
• 三、參考文獻

一、理論基礎

1、節點覆蓋模型

本文采取0/1覆蓋模型，具體描述請參考這里。

2、布谷鳥搜索算法(CS)

請參考這里。

二、仿真實驗與結果分析

①設監測區域為$50m\times 50m$的二維平面，傳感器節點個數$N=35$，其感知半徑是$R_s=5m$，通信半徑$R_c=10m$，迭代500次。初始部署、CS優化覆蓋、CS算法覆蓋率進化曲線如下圖所示。



初始部署和最終部署的節點位置及對應的覆蓋率分別為：

初始位置： 7.8807 21.9372 42.0359 8.1091 21.5707 39.0126 46.4693 15.5551 48.1544 1.527 32.9803 47.5815 32.2382 21.1443 25.9026 8.7937 22.9363 20.229 36.817 25.7212 30.6283 27.6146 47.3967 27.9516 45.6066 31.5535 27.477 39.4682 5.4878 4.9297 7.7185 37.9664 1.0268 31.5594 31.3673 6.8934 17.7267 5.3944 35.6787 14.0751 29.322 15.1831 1.0778 20.3363 13.7643 25.7684 41.3315 18.0016 0.98105 47.0959 12.1787 35.2975 13.7406 33.6135 9.652 31.013 26.2319 45.4051 40.4495 48.1935 30.7663 0.43238 31.6667 9.6717 7.1954 26.9301 31.1401 11.4801 19.9538 30.9908 初始覆蓋率：0.68704 最優位置： 28.462 39.0063 3.8913 26.4282 28.1734 13.8658 22.319 9.4028 12.1956 30.1615 28.313 32.3069 28.4854 22.3165 46.0159 3.8692 18.9173 37.6454 43.2975 18.2632 19.9849 29.6149 9.198 18.1634 40.1279 38.1226 37.9903 9.036 13.1698 11.1492 28.9118 4.0584 46.6164 11.8438 36.6988 3.641 46.5066 24.3227 45.4579 33.3178 35.7665 26.5744 47.6856 43.0574 38.1428 32.6573 35.805 44.0575 24.2067 45.9184 20.085 19.0444 3.3468 11.4447 20.3374 2.3007 10.6371 3.196 36.1346 18.0124 42.9137 49.2129 44.7364 4.8056 15.4133 44.1471 5.4157 46.0454 5.2816 36.2949 最優覆蓋率：0.86621

②設監測區域為$20m\times 20m$的二維平面，傳感器節點個數$N=24$，其感知半徑是$R_s=2.5m$，通信半徑$R_c=5m$，迭代500次。初始部署、CS優化覆蓋、CS算法覆蓋率進化曲線如下圖所示。
初始部署和最終部署的節點位置及對應的覆蓋率分別為：

初始位置： 5.8809 13.5965 17.5214 17.0969 5.1071 3.565 16.6328 3.2427 9.783 12.8876 11.1513 19.6263 12.3999 3.1593 6.6621 16.9797 4.2398 11.6085 11.4575 12.5703 0.92981 14.6377 3.55 16.4611 19.3756 10.1726 0.81957 10.804 12.1926 12.9317 15.458 11.5696 10.3222 2.1725 12.9241 15.7782 14.2564 6.885 12.112 5.4087 8.6488 10.3052 2.2674 13.551 18.5472 6.1498 3.234 7.5867 初始覆蓋率：0.71882 最優位置： 10.849 20 10.063 15.8018 7.1603 1.3447 8.6042 5.5024 14.6955 8.8224 18.3617 1.197 0.60346 10.125 15.8107 14.329 14.8165 4.3366 1.1501 6.0884 7.967 13.175 4.7166 9.5511 5.8643 17.8196 2.0452 0.89109 9.5258 8.8984 3.677 5.5439 11.6678 2.0622 1.694 17.3463 20 11.9722 19.1449 7.1302 12.5544 16.2279 12.047 11.261 3.1327 14.1995 17.2235 18.099 最優覆蓋率：0.89342

③設監測區域為$100m\times 100m$的二維平面，傳感器節點個數$N=40$，其感知半徑是$R_s=10m$，通信半徑$R_c=20m$，迭代500次。初始部署、CS優化覆蓋、CS算法覆蓋率進化曲線如下圖所示。
初始部署和最終部署的節點位置及對應的覆蓋率分別為：

初始位置： 1.0362 74.4139 20.0501 27.8504 62.8792 22.879 41.6454 50.0635 28.4009 87.0239 73.2405 72.0487 44.7683 35.7223 0.45098 19.2696 33.986 72.0803 90.8949 83.2786 17.0693 76.5596 80.4476 66.2653 9.7264 46.3337 14.3876 43.4885 21.0599 33.5262 2.1236 36.8383 23.2751 65.0862 21.9226 0.82671 64.6631 77.0293 91.1745 90.5352 29.2328 37.1868 95.8384 60.4795 79.5134 8.6362 53.8931 15.0337 91.3819 28.6761 90.9758 11.1974 61.868 69.4795 41.8663 65.1244 8.4959 92.9305 18.7408 54.1222 72.0008 55.8468 65.3603 16.7504 90.8654 15.1286 74.7857 28.6842 96.2884 9.6417 56.7316 5.6926 87.0492 33.3117 70.0218 50.4021 19.2232 90.828 48.2885 91.4553 初始覆蓋率：0.75777 最優位置： 50.358 29.4922 22.1865 44.5083 90.2325 75.9118 57.098 7.2491 92.0336 91.7637 44.8795 20.1303 5.7949 24.0778 58.4379 91.4614 92.8564 40.1175 19.6426 37.2459 81.3563 30.3382 18.4578 57.1924 23.6302 82.9194 73.0342 92.1817 36.7496 36.5493 28.6541 75.3435 67.2506 52.8842 75.1265 7.9806 83.571 48.5125 22.6889 94.8398 9.0939 95.2831 63.7847 41.0591 48.5137 71.3595 29.0627 71.8447 77.1498 69.995 26.5481 6.6841 7.061 80.3951 71.573 80.3234 2.1308 46.7514 12.3118 7.004 40.9444 89.9526 95.2484 61.5426 7.5708 65.0215 63.1838 72.5869 24.4668 25.8864 35.611 55.9895 52.1739 50.9668 67.7055 23.5893 43.1436 10.5716 92.0419 13.8847 最優覆蓋率：0.92383

實驗結果表明，CS算法實現了較高的網絡覆蓋率，節點分布更加均勻，覆蓋盲區和感知范圍重疊區面積更少，可以驗證CS算法的有效性。

三、參考文獻

[1] Yang XS, Deb S. Engineering optimisation by cuckoo search[J]. International Journal of Mathematical Modelling & Numerical Optimisation, 2010, 1(4): 330-343.

總結

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