基于GDOP加权的TOA/AOA混合定位算法

现有基于无线传感器网络(WSN)的到达时间/到达角度(TOA/AOA)定位算法在锚节点位置存在误差的条件下定位精度不高。针对该问题,融合几何精度因子(GDOP)加权,提出一种改进的TOA/AOA混合定位算法。根据单个锚节点对定位参量的测量误差及其自身位置误差,得出基于单节点的TOA/AOA混合定位算法的GDOP计算公式。依据WSN中所有锚节点的测量误差及其分布与盲节点的相对位置关系,推导加权融合算法的GDOP计算公式。仿真结果表明,与基于平均加权的定位算法相比,改进算法具有更高的定位精度。     

一种基于布尔运算的无线传感器网络TOA定位算法

提出一种基于布尔运算的无线传感器网络TOA定位新算法.算法针对室外定位,通过实验测得TOA测距误差的先验统计规律.在进行TOA定位时,算法首先根据测距值和先验统计参数建立同维布尔矩阵,然后利用矩阵运算和平方差判别式确定未知节点的估计位置.仿真和实验表明,与最小二乘(LSE)定位算法和优选残差加权(ORwgh)定位算法相比较,本文算法具有更好的定位精度,且在信标节点数大于6时具有更小的定位耗时.     

一种基于Zigbee 的混合定位算法

定位是无线传感器网络研究的一个热门课题。提出一种基于Zigbee的混合定位算法,将TOA（Time of Arrival）测距与DV_distance定位算法加以融合。TOA测得相邻节点间距离后,利用DV_distance获得未知节点到锚节点的累加距离并加以修正后对节点定位。其中TOA利用Zigbee网络中MAC（medium access control sub-layer）层协议,无需增加额外硬件实现精准测距。该混合算法定位精度高,受网络中锚节点所占比例影响小,适用于大规模传感器网络定位。     

TOA定位算法非线性优化问题研究

无线传感器网络中基于到达时间TOA（time of arrival）的定位算法需要建立关于未知节点与锚节点距离的非线性方程。牛顿迭代法是求解非线性线方程数值解的有效方法。分析了一种基于牛顿迭代法求解TOA定位非线性方程的算法,提出了对应的牛顿迭代式。仿真结果表明,此算法可以满足定位的需求,且具有比经典CHAN算法更高的定位精度。     

无线传感器网络中基于超宽带的TOA/AOA联合定位研究

提出一种基于超宽带(ultra wideband,UWB)信号到达时间估计(time of arrival,TOA)/到达角度估计(angle of arrival,AOA)联合估计的无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)定位方案,只需要一个参考节点就可以实现对其他传感器节点的2D相对定位,并且不需要时钟同步,适合于传感器网络节点的低成本设计需求.利用往返时间(round trip time,RTT)进行TOA估计,给出了基于多径检测的TOA估计算法;利用到达时间差估计(time difference of arrival,TDOA)进行AOA估计,因而无需借助复杂的天线波束赋形技术.同时,分析了定位误差模型对定位性能的影响,并通过IEEE802.15.4a信道下的仿真实验进行了验证,结果表明了所提方案的有效性.     

基于虚拟锚节点的序列定位算法研究

为解决无线传感器网络中现有序列定位算法存在的定位精度差、复杂度较高等问题,本文提出一种基于虚拟锚节点的序列定位算法。该算法根据未知节点与已有锚节点、虚拟锚节点(锚节点间连线的中点)间的RSSI值建立定位序列来获取未知节点的位置。仿真结果表明,基于虚拟锚节点的序列定位算法比原有算法在定位精度上有较大提高,且降低了算法的硬件代价和时间代价。     

带执行器节点的无线传感器网络的分簇算法

带执行器节点的无线传感器网络(WSAN)是指在无线传感器网络中加入执行器,传感器用于检测物理环境信息,执行器收集和处理这些检测数据,并作出适当的执行任务。传感器和执行器的协作是WSAN研究的一个重要内容,就此提出了一个动态分簇算法,根据事件发生的实际情况,仅仅对该事件区域分簇,每个簇包括一个执行器节点以及传送数据到该执行器节点的传感器节点。通过这种分簇,可以决定传感器与哪个执行器通信以及路由方式。     

基于超声波和TDOA的无线传感器网络高精度定位方法

提出了基于超声波与射频信号到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)的无线传感器网络节点定位方法。采用基于簇的分层网络拓扑结构,使用信标节点作为簇头,设计实现了动态簇头自动选取算法,提高了定位算法的快速响应性,并通过误差补偿和软件鲁棒性设计,提高了系统的定位精度。基于AVR单片机和CC1100射频芯片完成了无线传感器网络中移动节点、信标节点和汇聚节点的硬件设计与实现。实验数据表明本文设计的无线传感器网络定位系统的定位精度在30cm之内,并且定位算法具有较好的时间响应性,移动节点的最大速度可以达到11.5m/s。     

一种小规模水下无线传感器网络的部署算法

覆盖问题是水下无线传感器网络的一个基本问题。在虚拟力算法中,"虚拟"的力作为传感器节点部署策略被构造,以提高传感器节点的初始随机覆盖后的覆盖率。在传感器区域中,每个传感器节点都可以作为其它所有节点的"受力的源",这种力既可以是引力,也可以是斥力。基于虚拟力的概念,构造了节点间虚拟力区域,并提出了一种快速虚拟力算法。不同于其它虚拟力算法,这是一种简化的自组织算法,它能够有效地提高小规模的水下无线传感器网络的覆盖率。     

一种基于ZigBee协议的矿井人员定位技术研究

针对目前矿井无线通信技术存在的不足,详细分析了IEEE802.15.4标准和ZigBee技术,讨论了二者的关系及技术特点,在此基础上,提出了一种基于ZigBee技术的无线传感器网络定位系统.网络采用基于到达时间(time of arrival,TOA)的定位机制,先根据信号的传播时间和传播速度计算出节点间的距离,然后由极大似然估计法(maximum likelihoodestimation,MLE)确定目标节点的位置.系统满足井下通信的要求,安装简单方便,精度高,稳定性好.     

基于虚拟力的自组织覆盖算法

针对随机部署的无线传感器节点,提出一种基于虚拟力的自组织覆盖算法。将排斥力、引力、边界约束力这3种虚拟力作用于网络中的每个节点,使聚集在一起的节点分散开,引入节点间距离的阈值、边界节点与边界距离的阈值实现对感兴趣区域的最大覆盖。实验结果表明,该算法在保证连通性的基础上有效扩大了覆盖区域,具有较强实用性。     

基于移动代理的三维DV-Hop算法

三维空间的无线传感器网络节点定位算法研究是当前的研究热点之一。通过对现有三维定位算法的不足进行分析,将无需测距的DV-Hop算法拓展到三维空间,并在通信量、定位精度方面进行了相关改进,提出了一种基于移动代理的三维DV-Hop定位算法。仿真结果表明,所提算法能对三维环境中的传感器节点进行有效的定位,信标节点的密度和通信半径对定位误差和覆盖率的影响较小,且定位精度和覆盖率相对于其他算法有明显提高。     

利用核局部保持映射分析到达时间定位问题

为降低测距误差对定位精度的影响,提出了一种基于核局部保持映射(KLPP)的定位算法。该算法以节点间的传输时间向量为输入,借助能够体现网络拓扑结构局部信息的核局部保持映射进行建模。仿真结果表明:基于KLPP的定位算法与传统基于核函数主成分分析(KPCA)的定位算法相比,在解决TOA定位问题时具有较高的定位精度,在复杂环境下能更有效地降低测量误差对TOA定位精度的影响。     

基于声誉机制的传感器网络节点安全定位算法

针对传感器网络中的节点安全定位问题,提出一种基于声誉机制的安全定位算法。算法引入信标节点的相互监督机制,使用Beta分布来表示更新和整合信标节点的声誉值,通过簇头节点来收集并判断哪些信标节点是信誉值高的可信节点,并应用声誉模型来排除提供错误定位信息的恶意信标节点,提高了恶意信标节点的检测率,减少了定位误差,提高了定位系统的鲁棒性;通过仿真实验详细分析了定位算法的有效性和鲁棒性,所提算法适用于分布式传感器网络节点实现自身定位,且在定位精确性和安全性方面都有很大提升。     

无线传感器反应网络协作机制综述

节点间协作机制是近年来无线传感器反应网络研究的热点.总结了无线传感器反应网络的特点及网络架构设计需求;介绍了Sensor与Actor节点之间以节能为中心和以可靠性为中心的几种协作机制设计中存在的困难及主要解决方案;分析了Actor节点之间协作的作用域重叠、可靠性及事件序问题;最后,针对无线传感器反应网络中值得进一步研究的几个问题做了初步探讨.     

基于虚拟方格的区域密度覆盖算法

当随机部署的信标节点集中在监视区域边界处时,仅依靠虚拟力无法均匀部署。针对该问题,提出基于虚拟方格的区域密度覆盖算法,根据节点密度将整个区域划分为虚拟方格,每次迭代根据区域密度更新虚拟力系数。利用边界力避免信标节点处于区域边界或死角,使信标节点合理分布在监视区域中。仿真结果证明,该算法可有效提高信标节点网络覆盖率。     

基于逻辑密钥树的无线传感网络密钥管理方案

针对层次型无线传感网络（HSN）中的安全通信问题，提出了一种基于逻辑密钥树（LKH++）的组密钥管理方案——W-LKH++。针对无线传感器节点的低配置特点，首先，对LKH++树的组密钥初始化计算方法进行修改，降低传感器节点的计算消耗；其次，对LKH++的组密钥持有方式进行改进，减少传感节点的存储消耗；最后，提出适用于簇头节点的动态密钥更新方法，在降低通信消耗的基础上增强簇头节点的抗捕获能力，提高无线通信网络的安全性。性能分析和仿真实验结果表明，W-LKH++在保证低计算、存储和通信消耗的基础上，进一步提高了网络安全性。     

基于萤火虫算法的无线传感器网络节点重部署策略

节点部署是无线传感器网络研究的重要问题之一。针对节点部署过程中的能量空洞问题,提出了一种基于萤火虫算法（FA）的节点重部署（NRBFA）策略。首先,在节点随机部署的传感器网络中,利用k-means算法进行分簇并引入冗余节点;然后,利用FA移动冗余节点,以分担簇头（CH）负载并均衡网络中节点的能耗;最后,再次利用FA寻找目标节点,从而更新冗余节点。该策略通过有效地移动冗余节点,减小了节点移动距离并降低了网络能耗。实验结果表明,该策略能够有效地缓解“能量空洞”问题,并且与基于虚拟力的分区节点重部署算法相比降低了算法的复杂性,且能更好地提高网络的能量效率,均衡网络负载,并将网络生命周期延长近10倍。     

基于画图算法的WSN节点定位算法

针对无线传感器网络的节点定位问题,提出一种新的基于类Kamada Kawai画图算法的无线传感器网络节点定位算法,将无线传感器网络节点定位问题转化成画图问题,用经典的画图算法求得问题的最优解,从而实现对节点的定位。仿真实验结果表明,该算法收敛速度快、定位精度高、能够获得较好的效果。     

无线传感器网络多径路由算法

路由协议是无线传感器网络研究的热点,针对传感器节点能量有限的特点,为了均衡网络负载、延长网络生存期,该文提出一种基于能量－跳数权重值的多径路由算法(EHM),其核心思想是各节点维护到其邻居节点的多条路径,并根据邻居节点的跳数和剩余能量信息进行路由选择。利用OPNET仿真工具对算法进行仿真,结果表明EHM算法可以有效地均衡网络节点的能量消耗,在节点剩余能量上有50%左右的性能提升。