误差.txt

无线传感器网络路由算法

%% 按照场地均匀安排锚节点
%考虑测距误差为正负10%
%clear
%初始化节点及存放定位信息矩阵

a7=5;
for a8=1:a7










node_num=220+50*(a8-1);%一般节点数量
%锚节点数量大约为一般节点数量的10%，依场地情况而定
length=100;%场地长度
width=100;%场地宽度
rangemax=15;%节点间最大通信距离
[node_x,node_y]=creatnode(node_num,length,width);%返回节点的横纵坐标
%开始生成锚节点位置,25个锚节点均匀分布
%anchor_length=sqrt(length*width*10/100);
%anchor_no=1;
%for temp_width=1:(1+width/(anchor_length-7))
%    for temp_length=1:(1+length/(anchor_length-7))
%        anchor_x(anchor_no)=(anchor_length-7)*(temp_length-1);
%        anchor_y(anchor_no)=(anchor_length-7)*(temp_width-1);
%        anchor_no=anchor_no+1;
%    end
%end
%anchor_num=anchor_no-1;%最后得到的锚节点数量
%开始生成锚节点位置,20个锚节点均匀分布
anchor_length=sqrt(length*width*10/100);
anchor_no=1;
for temp_width=1:(1+width/(anchor_length-7))
   for temp_length=1:(1+length/anchor_length)
        anchor_x(anchor_no)=anchor_length*(temp_length-1);
        anchor_y(anchor_no)=(anchor_length-7)*(temp_width-1);
       anchor_no=anchor_no+1;
    end
end
%anchor_num=40;
%[anchor_x,anchor_y]=creatnode(anchor_num,length,width);
anchor_num=anchor_no-1;%最后得到的锚节点数量
% 生成存放定位信息的矩阵
%纵坐标为到第一个锚节点的跳数，到第一个锚节点的距离和，到第二个锚节点的跳数……
%横坐标为所需定位节点的序号，这个序号与最初生成的node序号是一致的
locateinf=ones(2*anchor_num,node_num)*inf;

ok='程序初始化'

%% 察看初始节点状况
%plot(anchor_x,anchor_y,'*',node_x,node_y,'o');

%% 程序开始
%对图进行广度先遍历
abcanchor=0;
abcnode=0;
for anchor_no=1:anchor_num
    %初始化队列
    abcanchor=abcanchor+1
    queue=zeros(1,node_num);
    front=1;
    rear=1;
    %
	for node_no=1:node_num
        %abcnode=abcnode+1
        distance=dist(anchor_x(anchor_no),anchor_y(anchor_no),node_x(node_no),node_y(node_no));
        if distance<=rangemax%用此语句判断是否在通信可达到距离范围内
            locateinf(2*(anchor_no-1)+1,node_no)=1; 
            %跳数  里面的两个元素是矩阵的位置坐标
            locateinf(2*anchor_no,node_no)=distance; %距离和
            %将该点加入队列
            queue(1,rear)=node_no;%存放
            rear=rear+1;
%上面的这一块描述的是现实状态下，第一跳节点的录入情况，dist的过程是flooding，后又聚集到锚 节点信息的过程
        end
        while(front<rear)
%从队列中取出元素,该点为known 应该理解为，所有锚节点中每一个周围相对的第一跳节点 哈哈
            known=queue(1,front);
            front=front+1;
            %
            for node_no=1:node_num
                distance=dist(node_x(known),node_y(known),node_x(node_no),node_y(node_no));
                %试图进行第二跳范围内的搜捕
                if distance<=rangemax
                    if locateinf(2*(anchor_no-1)+1,node_no)>(locateinf(2*(anchor_no-1)+1,known)+1)
                        %跳数比较 奇数行比较 与路由表的概念一致 最终达到所有的点都找到离锚节点最近的跳数
                        locateinf(2*(anchor_no-1)+1,node_no)=(locateinf(2*(anchor_no-1)+1,known)+1);
                        %选跳数少的录入
                        
                  % if   locateinf(2*anchor_no,node_no)>locateinf(2*anchor_no,known)+distance;%增加采用距离和较短的算法
                        locateinf(2*anchor_no,node_no)=locateinf(2*anchor_no,known)+distance;
                       
                        %将该点加入队列
                        queue(1,rear)=node_no;
                        rear=rear+1;
                        %
                  % end
                   
                   end
                end
            end
        end
    end
end 

ok='完成图的广度先遍历'

% 生成锚节点优先选取矩阵anchorchosen，将距离远的锚节点序号放在后面，即从好到坏排列
for node_no=1:node_num
    node_no
    for anchor_no=1:anchor_num
        %构造temp矩阵
        temp(anchor_no,1)=anchor_no;
        temp(anchor_no,2)=locateinf((2*anchor_no),node_no);
   %（注意讨论的是距离，所以用2*anchor_no）以上，对于每个node，将temp矩阵初始化（注意，node的循环还没有结束）
    end
    %对temp矩阵进行排序处理
    for ti=1:anchor_num-1
        min=ti;
        for tj=ti+1:anchor_num%(ti+1):anchor_num
            if temp(tj,2)<temp(min,2)
               min=tj;
            end
        end
        if ti~=min%同在第二列，ti行与min行互换
            tempintemp1=temp(ti,1);
            tempintemp2=temp(ti,2);
            temp(ti,1)=temp(min,1);
            temp(ti,2)=temp(min,2);
            temp(min,1)=tempintemp1;
            temp(min,2)=tempintemp2;
        end
    end
    for anchor_no=1:anchor_num
        anchorchosen(anchor_no,node_no)=temp(anchor_no,1);%排好的temp(anchor_no,1)
    end
end

ok='生成锚节点优先选取矩阵'

%% 改进算法，选取跳数少的锚节点进行定位,节点坐标存为(locate_near_x,locate_near_y)
locate_near_x=zeros(1,node_num);
locate_near_y=zeros(1,node_num);
for node_no=1:node_num
    tempflag=0;
    node_no
    for chosen1=1:(anchor_num-2)
        for chosen2=(chosen1+1):(anchor_num-1)
            for chosen3=(chosen2+1):anchor_num
               %[x,y]=barycenter(anchor_x(anchorchosen(chosen1,node_no)),anchor_y(anchorchosen(chosen1,node_no)),locateinf(2*anchorchosen(chosen1,node_no),node_no),anchor_x(anchorchosen(chosen2,node_no)),anchor_y(anchorchosen(chosen2,node_no)),locateinf(2*anchorchosen(chosen2,node_no),node_no),anchor_x(anchorchosen(chosen3,node_no)),anchor_y(anchorchosen(chosen3,node_no)),locateinf(2*anchorchosen(chosen3,node_no),node_no));
                [x,y]=barycenter(anchor_x(anchorchosen(chosen1,node_no)),anchor_y(anchorchosen(chosen1,node_no)),locateinf(2*anchorchosen(chosen1,node_no),node_no),anchor_x(anchorchosen(chosen2,node_no)),anchor_y(anchorchosen(chosen2,node_no)),locateinf(2*anchorchosen(chosen2,node_no),node_no),anchor_x(anchorchosen(chosen3,node_no)),anchor_y(anchorchosen(chosen3,node_no)),locateinf(2*anchorchosen(chosen3,node_no),node_no));
                %求三个圆所相交部分的三个交点坐标所成三角形的重心坐标(barycenter_x,barycenter_y)
               if((isreal(x)==1)&&(isreal(y)==1)) 
                    locate_near_x(node_no)=x;
                    locate_near_y(node_no)=y;
                    tempflag=1;
                end
                if(tempflag==1) break; end
            end
            if(tempflag==1) break; end
        end
        if(tempflag==1) break; end
    end
end

ok='定位完成'

%% 计算误差
% 距离差
difference_x=abs(locate_near_x-node_x);
difference_y=abs(locate_near_y-node_y);

%% 显示距离差
%plot(difference_x,difference_y,'+');

% 得出距离差，放在矩阵difference中
for node_no=1:node_num
    difference(node_no)=sqrt((difference_x(node_no))^2+(difference_y(node_no))^2);
end

%% 得到距离差大于值gatevalue的点，将节点序号存于badpoint中，badpoint_no为badpoint的数量
gatevalue=rangemax;
badpoint_no=1;
for node_no=1:node_num
    if difference(node_no)>gatevalue
        badpoint(badpoint_no)=node_no;
        badpoint_no=badpoint_no+1;
    end
end
badpoint_no=badpoint_no-1;

% 绘制node节点位置和计算出的位置，并用线段连接
figure(1)
%plot(anchor_x,anchor_y,'*',node_x,node_y,'o',locate_near_x,locate_near_y,'+');
hold on;
for node_no=1:node_num
    line([node_x(node_no),locate_near_x(node_no)],[node_y(node_no),locate_near_y(node_no)]);
end
hold off;
%plot(anchor_x,anchor_y,'*',node_x,node_y,'*')
%hold on;
%plot(locate_near_x,locate_near_y,'.','MarkerSize',15,'Color','r');
%for node_no=1:node_num
%    line([node_x(node_no),locate_near_x(node_no)],[node_y(node_no),locate_near_y(node_no)]);
%end
%hold off;

%门限值为最大通信距离,显示距离差大于门限值的节点个数
badpoint_no

%计算连通度，并显示结果
count=0;
for node_no=1:node_num
    if(isnan(difference(node_no))~=1)
        count=count+1;
    end
end
connectivity=count/node_num;
connectivity

range_error=mean(difference)/rangemax
ok='全部完成'










if(a8==1)
    a5=range_error*100;
    end
if(a8==2)
    a4=range_error*100;
    end
if(a8==3)
    a3=range_error*100;
    end
if(a8==4)
    a2=range_error*100;
    end
if(a8==5)
    a1=range_error*100;
    end
end

plot(200,a5,'*',250,a4,'*',300,a3,'*',350,a2,'*',400,a1,'*');
line([200,250,300,350,400],[a5,a4,a3,a2,a1]);