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文檔簡介
1、隨著物聯(lián)網(wǎng)科技的飛速發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有著越來越廣泛的應(yīng)用前景,如應(yīng)用在國防軍事、環(huán)境監(jiān)測、健康醫(yī)療、智能家居和企業(yè)監(jiān)控等方面。同時無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是許多應(yīng)用的基礎(chǔ),由于測得的數(shù)據(jù)信息與傳感器節(jié)點的位置信息密切相關(guān),因此它的定位精度是一個關(guān)鍵的指標。目前,盡管已經(jīng)有人提出了大量的節(jié)點定位算法,但是大多數(shù)還處于理論階段,因此節(jié)點定位仍是一個充滿挑戰(zhàn)和困難的問題。考慮到節(jié)點的成本、能量、體積等因素,未來的研究重點和難點是設(shè)計低成本、低能量消
2、耗以及定位精度較高的傳感器節(jié)點。
本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究背景和研究意義以及目前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,闡述了基于測距和基于非測距的定位算法原理,以及定位算法的性能評價標準。然后本文重點研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于非測距的定位算法,在這類技術(shù)中使用最為廣泛的是DV-Hop算法,其優(yōu)點是算法簡單,易于實現(xiàn),缺點是使用平均跳距估計距離帶來較大的測距誤差。其改進算法CDA DV-Hop算法通過利用節(jié)點間連通性差異提高了DV-Ho
3、p定位精度,但算法復雜度較高。基于CDA DV-Hop算法,本文給出了改進的CDA D-Hop算法(簡稱ICDA DV-Hop算法),該算法通過限制泛洪廣播跳數(shù)以及優(yōu)化錨節(jié)點選擇策略,減小了錨節(jié)點分布不均帶來的誤差,并根據(jù)同一未知節(jié)點的不同估計位置與實際位置之間的連通性差異,選出連通性差異最小的位置作為未知節(jié)點的最終估計位置。仿真結(jié)果表明ICDA DV-HOP算法有效的降低了算法的復雜度,并減少了網(wǎng)絡(luò)通信開銷。為了解決DV-Hop在定位
4、時由測距誤差帶來的定位誤差較大的問題,本文引入改進的粒子群算法AEPSO算法對DV-Hop算法進行優(yōu)化,將未知節(jié)點與錨節(jié)點之間的估計距離和實際距離之間均方誤差作為優(yōu)化的適應(yīng)函數(shù),并在粒子群算法中引入自適應(yīng)權(quán)重和優(yōu)勝劣汰的思想,從而平衡全局和局部搜索能力以及具有較好的收斂性,仿真結(jié)果表明該算法能夠有效的提高算法的定位精度。最后將ICDA DV-HOP算法與AEPSO DV-Hop兩種算法相結(jié)合,利用AEPSO算法對ICDADV-HOP算法
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