基于維度轉(zhuǎn)換的水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法研究.pdf

1、水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于其低成本、容易部署的特性,在海洋環(huán)境監(jiān)測、海洋信息采集、海洋資源探測、災(zāi)害預(yù)警、援助導(dǎo)航等領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。水下傳感器網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)的位置信息是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)、路由協(xié)議優(yōu)化、水下導(dǎo)航等應(yīng)用的前提,所以節(jié)點(diǎn)定位具有非常重要的研究意義。本文對目前已提出的水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法進(jìn)行了深入的研究和分析,針對現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)定位沒有很好的考慮水下環(huán)境的復(fù)雜性,存在定位精度低、能量消耗高等問題,引入維度轉(zhuǎn)換的思想,提出了兩種水下

2、節(jié)點(diǎn)定位算法,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一個定位仿真系統(tǒng)。本文的主要工作如下:
　　提出了一種基于維度轉(zhuǎn)換與極大似然估計(jì)的定位算法。算法首先根據(jù)水下傳感器網(wǎng)絡(luò)錨節(jié)點(diǎn)水面部署、待定位節(jié)點(diǎn)深度已知的特性,將三維定位等效轉(zhuǎn)換為二維定位,然后利用極大似然估計(jì)法確定節(jié)點(diǎn)的二維坐標(biāo)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,同Silent定位相比,該算法不僅提高了節(jié)點(diǎn)的定位精度,還降低了能量和計(jì)算量的消耗。
　　提出了一種基于維度轉(zhuǎn)換與粒子群優(yōu)化的定位算法。算法首先根

3、據(jù)水下傳感器網(wǎng)絡(luò)的特性,將三維定位等效轉(zhuǎn)換為二維定位,然后引入并行粒子群優(yōu)化方法,根據(jù)全局最優(yōu)值限定粒子的方向,粒子不斷進(jìn)化,最后確定節(jié)點(diǎn)的位置。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,同三維粒子群優(yōu)化定位相比,該算法提高了定位精度,降低了普通節(jié)點(diǎn)的能量和計(jì)算消耗,還避免了定位算法陷入局部最優(yōu)化。
　　利用OMNeT++平臺,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個定位仿真系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計(jì)、通信節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、調(diào)度節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和消息的定義。利用該仿真系統(tǒng)對上述兩種定位算法