无线传感器网络非测距定位算法研究

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无线传感器网络(WSN)在短短的数十年中以惊人的速度发展成世界第二大网络,给世界的科技来了一场重大的变革。WSN在军事及民用等多个领域扮演了十分重要的角色。在很多领域的应用中,传感器节点精确的位置信息是整个网络进行正常工作的基础。因此,如何精确的获取传感器节点的位置坐标是亟待解决的问题。WSN的定位算法一般分为与距离相关和无关两类。相比于前者,后者在实现成本方面拥有更多的优势。本文着重研究WSN的节点定位问题。针对非测距定位算法中的DV-Hop算法和质心定位算法的精度问题提出了相关的改进方法,改善了它们的定位准确度。本文主要内容包括:1、针对DV-Hop算法在计算节点间距离时使用节点间的平均跳段距离与跳段数的乘积表示,导致产生较大的估计距离误差的问题,本文提出一种改进定位算法,通过在计算节点间距离时引入了适当的误差修正函数,减小了节点间原来估算的距离的差值,改善了定位准确度。2、在前面改进算法的基础上使用粒子群优化算法来进行迭代寻优,进一步改善定位算法的定位准确性,实验结果验证了该方法能进一步提升定位的准确度。3、针对传统质心算法定位准确度低的问题,从待定位节点周围的锚节点中选择位置最接近待定位节点的锚节点,然后以该锚节点的坐标为中心以2R为边长作一个正方形区域,逐级划分该区域,利用所有信标节点的坐标信息来获取足够多的待定位节点的预估位置,将获得的所有预估位置构建的封闭图形的质心当作待定位节点最终的近似位置。实验结果验证了该方案能改善传统质心算法的定位准确度。
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