基于改進(jìn)估計距離的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位算法.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由眾多的傳感器節(jié)點共同組成，傳感器節(jié)點往往通過隨機(jī)撒播的方式部署在人為力量無法到達(dá)的環(huán)境復(fù)雜區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與傳輸。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠使觀察人員快速直接的得到有效的數(shù)據(jù)，通過協(xié)作方式感知、收集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中目標(biāo)對象的相關(guān)監(jiān)測信息。節(jié)點定位在眾多研究方向中都是必不可少的理論基礎(chǔ)以及重要環(huán)節(jié)，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)控制和無線通信中，監(jiān)控對象的位置信息同樣是重中之重，若節(jié)點位置不確定，研究人員的工作將毫無意義。

2、所以，如何能夠精準(zhǔn)的定位監(jiān)控目標(biāo)的地理信息已經(jīng)成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的熱點問題之一。
　　在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位算法中，應(yīng)用較多的是基于測距(range-based)的定位算法以及非測距(range-free)的定位算法?；跍y距的定位算法需要外在硬件設(shè)備的支持，而非測距的定位算法相較于前者實現(xiàn)比較簡單，也不需要外在的硬件設(shè)備，成本很低，只需通過網(wǎng)絡(luò)的連通度就可估算出未知節(jié)點的位置信息。目前，Dv-Hop定位算法由于其非測距的低成

3、本與實現(xiàn)簡單的特點，成為具有較大研究價值的熱門典型算法。本文主要基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位算法，深入研究了DV-Hop定位算法的原理及存在的誤差，通過研究目前對DV-Hop算法改進(jìn)的大量文獻(xiàn)資料，展開了算法的探討與性能分析。主要的創(chuàng)新性工作包括：
　　1．針對DV Hop定位算法的原理進(jìn)行分析，通過總結(jié)現(xiàn)有的大量DV-Hop改進(jìn)及優(yōu)化算法，剖析算法的誤差來源。導(dǎo)致誤差產(chǎn)生的客觀因素主要由節(jié)點分布不均及網(wǎng)絡(luò)中不良節(jié)點的產(chǎn)生，而主觀因素

4、則是由于網(wǎng)絡(luò)的通信半徑與網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的協(xié)調(diào)性，信標(biāo)節(jié)點的比例，跳距，未知節(jié)點與信標(biāo)節(jié)點的估計距離及定位計算方法的誤差產(chǎn)生。并且通過仿真實驗，客觀的模擬出DV-Hop定位算法的性能指標(biāo)。
　　2．提出一種基于近似相似三角形的WSN節(jié)點粒子群優(yōu)化定位算法，即ASTPDV-Hop定位算法。針對DV-Hop定位算法的誤差來源，做出以下改進(jìn)：對節(jié)點網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫纬傻暮榉簭V播方式進(jìn)行改進(jìn)。利用分簇的思想，使節(jié)點在廣播信息分組時不重復(fù)廣播，不重復(fù)接收，

5、依次向下，順次接收。從而有效地避免了節(jié)點之間信息的內(nèi)爆與重疊現(xiàn)象，節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)資源，降低了算法的復(fù)雜度；提出了理論上的可實現(xiàn)的節(jié)點廣播的生命周期值。不僅達(dá)到了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞耐暾?，更有效的控制了網(wǎng)絡(luò)資源的浪費。采用ASTPDV-Hop算法改進(jìn)未知節(jié)點到信標(biāo)節(jié)點的估計距離，大大減小了估計距離的誤差累積和。
　　3．提出一種改進(jìn)的粒子群優(yōu)化定位算法，將原始粒子群算法中影響粒子搜索的慣性權(quán)重為固定值改為線性遞減，有利于粒子搜索最優(yōu)解。粒子群算