基于ZigBee无线传感网络的DV-Hop定位算法的研究

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随着物联网技术的大力发展,各种物联网设备及技术大量被应用于各个领域。作为物联网技术的信息传递载体,无线传感网络技术也得到了前所未有的发展大潮。ZigBee网络协议作为无线传感网络技术中的重要成员,因为其特定的一些优势,被应用到多个领域当中。而作为无线传感器网络的重要研究课题之一,节点定位技术在现实的应用中具有非常重要的实际意义。在实际的无线传感器网络中,节点的位置可以间接或直接反应数据产生的位置。因此,在大多数的无线传感器应用中网络节点定位都是基本的要求。但是目前的网络节点定位技术的定位精度普遍都还比较低,很难反应节点的真实位置。DV-Hop定位算法作为ZigBee网络常用的定位算法,在整个无线传感网络领域中的应用非常广泛。在实际应用中由于多种因素的影响,DV-Hop算法定位效果并不是很好,定位精度相对较低,且还存在一个难以避免的问题,网络中有一部分节点位置分布比较特殊,导致DV-Hop算法无法计算出这些节点的坐标,这也直接降低了DV-Hop算法整体的定位准确度。本文通过对DV-Hop定位算法进行深入的分析与探究,找出了一些DV-Hop算法定位精度不高的原因,其中主要的包括信标节点组的选择上不够优化,信标节点到盲节点的跳数计算上存在很大的不足,在计算盲目节点的跳距方式上不是很合适。针对以上三个主要的不足之处,本文对DV-Hop定位算法进行优化改进,希望达到缩小网络节点的定位误差,提高节点定位的精确度的目的。首先通过引入跳数阀值的方式,针对不同的盲节点分布区域,选择在跳数阀值内的信标节点从而达到优化选择用于定位的信标节点组。然后引入跳数修正系数对信标节点到盲节点的跳数进行修正,从而减少跳数计算的误差对节点定位精度的影响。通过对网络进行区域划分,减少网络分布不均匀造成的对不同的盲目节点的跳距的影响,进而提高未知节点的定位准确度。文章最后,为了验证改进算法的有效性,通过MATLAB仿真实验平台,对优化改进后的DV-Hop算法和原始的DV-Hop算法在相同的节点环境中进行仿真实验,并且采取多次实验求平均值的方式,减少偶然性对实验结果的影响,最后将记录的实验结果制作成折线图,可以看出改进算法对节点定位的精确度的提升效果。
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