[发明专利]基于社会力模型的农业观光园无线传感网节点布局方法

摘要

本发明涉及一种基于社会力模型的农业观光园无线传感网节点布局方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，通过社会力模型得到游客在农业观光园中的空间分布，并将数据存储到数据库中。然后，根据获得的游客空间分布数据，采用改进的K‑means算法得到节点最终放置位置。本发明提供的方法可以优化无线传感网节点在观光园内的布局，使无线传感器节点更好地服务游客，从而提升游客体验。

主权项

1.一种基于社会力模型的农业观光园无线传感网节点布局方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、在原有社会力模型基础上，结合农业观光园环境布局，建立如下方程组所示的观光园中游客行为模型：式中，r_α为游客α在观光园中的空间位置向量；v_α(t)为游客α在观光园中的行进速度；m_α为游客α的质量；f_α(t)为游客所受的社会力；ζ_α(t)为反映随机行为偏差的扰动项；为游客渴望移动到观光园中某处景点的动机；f_αB(r_α)为游客α与观光园路径边界之间的作用力；f_αβ(r_α，v_α，r_β，v_β)为游客α和游客β之间的作用力；f_αi(r_α，r_i，t)为观光园区对游客的吸引效果；步骤2、利用步骤1得到的游客行为模型结合农业观光园中不同类型的功能区域、园中设施的布局、行人交通需求数据及行人交通特性数据，设置游客行为模型中的相关参数，采用基于社会力模型的Anylogic仿真平台进行行人仿真，得到具有代表性T天的游客空间分布数据D[(x11，y11)，(x12，y12)，…，(xTN，yTN)]，式中，N为观光园中游客停留位置编号，将游客空间分布数据存储到数据库中；步骤3、采用针对农业观光园无线传感网节点布局的改进K‑means聚类算法对T天游客空间分布数据进行聚类分析，得到每天游客聚集区域中心d[(xt1，yt1)，(xt2，yt2)，…，(xtc，ytc)]作为园区的节点候选放置位置，式中t＝1∶T，c＝1∶C，C为聚类个数，聚类的个数等于园区中节点放置的个数，由园区的大小和节点的通信范围确定，在其基础上通过计算T天节点候选位置的均值确定农业观光园中无线传感网节点的最终放置位置S[(x1，y1)，(x2，y2)，…，(xC，yC)]。