一种无线传感器网络移动节点的三维定位算法

定位技术是无线传感器网络最重要的技术之一。对无线感器网络在三维空间的移动节点,提出一种基于蒙特卡洛的三维无线传感器网络非测距分布式定位算法。算法利用外接正方体来表示节点的通信范围和移动范围,根据未知节点每时隙最大移动范围和锚节点通信范围形成采样区域,依据锚箱的体积确定采样数量,随机采集的样点取均值作为未知节点的估计位置。介绍算法的原理,并进行仿真分析。仿真结果表明,在锚节点比例较少的情况下,该算法能获得比较理想的定位精度,优于传统的质心算法,有效实现了移动节点在三维空间的定位,且无须额外硬件支持和昂贵的测距设备,适合于大规模的无线传感器网络的节点定位。     

基于改进单锚节点的无线传感器网络节点定位算法

节点定位是无线传感器关键技术之一。针对固定多锚节点方法定位精度低的缺陷,为了提高无线传感器的定位精度,提出一种基于改进单锚节点的无线传感器网络节点定位算法(SFOA-SVM)。首先采用单移动锚节点在无线传感器网络中移动,构建无线传感器定位模型的学习样本,然后采用SVM构建节点定位模型,并采用渔夫捕鱼算法模拟渔夫捕鱼行为找到最优SVM参数,最后采用仿真实验测试节点的定位性能。结果表明,相对于其他定位算法,SFOA-SVM提高了无线传感器节点的定位精度,具有一定的实际应用价值。     

一种基于CKF的无线传感器网络分布式定位算法

为提高无线传感器网络节点定位的精度,降低算法计算复杂性,提出了一种基于容积卡尔曼滤波的无线传感器网络分布式节点定位算法。该算法假定移动锚节点按预定路径在传感区域移动,并周期性广播自身位置信标信息;每个未知位置节点首先收集多个锚节点信标信息及信号强度信息,然后估算出锚节点信标位置与未知节点的距离,最后在未知节点上运用容积卡尔曼滤波算法完成自身位置的分布式定位。仿真结果表明：本文所提算法具有优良的定位性能,定位精度和无迹卡尔曼滤波算法相当,明显优于极大似然估计定位算法,而计算复杂性则低于无迹卡尔曼滤波算法。     

基于移动锚节点的无线传感器网络圆心定位

文章提出了一种利用无线传感器网络无线信号接收强度（RSSI）和移动锚节点轨迹来获得待定节点位置的算法。该算法在有多个可移动锚节点的情况下,定位将会更加高效。在定位阶段,通过RSSI测得锚节点到待定节点的距离,并利用三个以上移动锚节点的坐标（包括三个）来求解圆的方程,计算出待定节点的位置。     

基于锚节点选择的无线传感器网络定位算法

针对无线传感器网络定位系统中节点随机分布及锚节点数量有限而影响定位性能.在传统的DV-Hop定位算法基础上提出并分析一种基于锚节点选择的无线传感器网络定位改进算法.首先,根据距离矢量路由技术获得节点到锚节点间的距离.然后,选取合适锚节点进行初始位置估计,并进行位置优化.最后,将其升级为锚节点从而提高锚节点密度.仿真结果表明该算法与传统的DV-Hop定位算法相比定位精度有很好的改善,具有一定的可用性.     

一种改进的基于定向天线的移动传感器网络定位算法

针对在无线传感器网络定位中,由于全向天线信号受环境影响而造成定位误差较大的问题,提出了一种改进的基于定向天线的移动无线传感器网络定位算法(DADLP),使用一个带有定向天线的移动锚节点广播位置信息,未知节点接收到信号后,将接收功率平均分为若干等级,缩小定位估计区域.仿真结果表明DADLP算法相对于Ssu、BLI、GGDI和RROI移动锚节点算法提高了定位精度,并且在非规则环境下有更低的平均定位误差.     

无线传感器网络中移动节点的后验信号滤波定位法

无线传感器网络中移动节点定位面临着高精度和实时性的要求,针对蒙特卡洛定位算法MCL的不足,提出了一种信号滤波改进算法:后验信号滤波法PSFM.通过跟踪未知节点,有效利用最新观测信号,PSFM提取前后时刻共能感知的锚节点的信号范围,并筛除仅前一时刻的锚节点信号范围的样本点,重新设置并优化滤波区域,提高了定位算法的精度.新算法还提出了运用最大似然估计法对样本信息处理,推导移动节点的位置坐标.理论分析和仿真表明新算法和传统MCL算法相比,对节点的部署密度和移动速度有较低的敏感度,表现出良好的算法稳定性.在不同的锚节点密度下定位误差减少了46％～ 65％,运行时间减少了26％～45％.     

基于APIT技术的无线传感器网络目标定位算法

针对无线传感器网络的目标定位问题,提出了一种基于能量的目标定位算法.首先通过移动锚节点轨迹的采集,形成虚拟锚节点,利用三边定位确定未知节点的位置,增加锚节点的密度.采用近似三角形内点测试(APIT)算法对目标节点进行定位,并加入了加权质心因子,用锚节点对目标节点的不同影响力来确定加权因子,以提高定位精度.仿真结果表明:该算法可以有效地提高无线传感器网络目标定位的精度.     

一种基于Monte Carlo的移动传感网络精确定位算法

无线传感器网络作为一种全新的信息获取和处理技术,可以在广泛的应用领域内实现复杂的大规模监测和追踪任务.在传感器网络中,确定事件发生的位置或获取消息的节点位置是传感器最基本的功能和支撑技术.本文针对特定的应用场景,设计了适用于锚节点固定,节点自由移动的移动传感器网络的基于Monte Carlo方法的精确定位算法,并描述了其节点运动预测和位置选取模型,最后通过实验将本算法与以往研究成果中的代表性的移动传感器网络定位算法进行了模拟比较和分析.     

无线传感器网络中一种移动节点定位算法

无线传感器网络中现有的大多数定位算法都是针对静态节点的,不能应用于节点移动的情况.本文提出了MCBE(Monte Carlo Localization Boxed Using Estimation)移动定位算法,该算法利用锚盒子(Anchor box),即包含待定位节点可能位置且平行于坐标轴的矩形以及非锚节点位置来帮助定位.锚盒子大小和定位误差存在正相关关系,算法根据待定位节点的一跳和二跳锚节点位置计算出锚盒子大小,当锚盒子大于一定值时,利用锚盒子小的非锚节点位置缩小锚盒子,最后在锚盒子范围内对位置采样,用蒙特卡罗MCL方法定位.理论分析和仿真结果表明,MCBE能有效地缩小采样区域,提高定位精度.     

基于射频识别和无线传感网融合技术的仓储定位方法研究

针对射频识别在大规模仓储定位环境下节点数量要求过高,有效覆盖面积较小问题,提出一种基于移动锚节点的二次定位方法。传统质心算法必须在节点的3度覆盖下才能有效定位,造成节点浪费。综合射频识别和无线传感网融合技术,构造一种新的锚节点,将传统定位过程中的节点划分为固定锚和移动锚,首先利用固定锚进行初步定位获得未知标签位置范围,然后利用定位向量判定移动锚的停止位置。最后,采用基于信号强度的加权质心定位算法,进行二次精确定位。仿真结果表明,该方法能有效减少锚节点数量,弥补射频信号覆盖不完全区域的定位,提高定位精度和覆盖范围,具有一定的实际应用价值。     

多功率锚节点辅助的DV-Hop定位算法

在无线传感器网络中,DV-Hop定位算法在计算未知节点到锚节点的距离以及通信半径之内相邻节点跳距时存在较大误差,提出了一种锚节点辅助的分布式定位算法。此算法不需要任何测距技术支持。它是利用锚节点的功率控制,即以不同的发射功率发射信标信号,接收到信标信号的未知节点将这些信标信息记录。此外还考虑了用全网锚节点来修正单独锚节点的平均每跳距离,用极大似然法计算节点坐标。Matlab仿真实验结果表明,在相同网络环境下,该算法能有效减小距离计算带来的定位误差,可适合实际定位情况且具有较高的定位精度。     

基于虚拟力移动锚节点的3D-DVHop-ACR定位算法

针对传统以及各种经改进的3D-DVHop算法对未知节点定位误差较大,且未对定位成本进行实质性降低的问题,提出一种基于虚拟力移动锚节点的3D-DVHop-ACR定位算法.该算法引入虚拟力移动锚节点,在降低定位成本的同时可使锚节点移动路径遍历整个网络空间且不会进入网络空洞区域;通过RSSI值辅助测距与三维跳距加权修正节点间跳数和跳距,利用所有锚节点定位误差修正各未知节点估计坐标;同时,结合最大似然估计法对邻居节点数不小于3的节点继续精化,以进一步降低定位误差.     

无线传感器网络移动未知节点的混合定位算法

针对无线传感器网络中移动节点定位问题,提出一种移动未知节点的混合定位算法。该算法在预测和过滤阶段均作了改进。在预测阶段,根据未知节点在t时刻接收到的锚节点信息个数区分四种情况进行讨论,选择最适合的方法来缩小采样区域;在过滤阶段,针对预测阶段四种不同的可能情况判断是否需要过滤。仿真结果表明,该算法在显著地缩小了采样区域的同时,提高了采样成功率和定位精度;减少了采样次数和计算量,降低了能耗,延长了网络的生存周期。     

基于移动锚节点的加权质心定位算法研究

针对加权质心定位(WSL)算法所需锚节点数目较多,定位精度低,定位成本高等问题,采用单个移动锚节点沿着既定的轨迹在监测区域移动,并在规定位置广播数据包;未知节点根据接收的信号强度(RSSI)比值以及邻居节点间的最小跳数确定权值,进而估算未知节点自身的坐标位置.仿真结果表明:算法有效地提高了定位精度和稳定性,降低了定位成本.     

基于移动锚节点与多级通信的三维传感器网络节点自定位算法研究

在基于移动锚节点的三维传感器网络节点自定位算法SNLSFA(Sensor Node Localization Scheme based on Flying Anchors)的基础上,提出了一种新的基于移动锚节点与多级通信的三维传感器网络节点自定位算法SNLSFAMC(Sensor Node Localization Scheme based on Flying Anchors and Multi-level Communication)。首先由移动锚节点提供3个或4个辅助定位点,再由辅助定位点得到两条非平行线段,然后过线段中点分别做垂直于线段的平面,经两平面相交后得到一条经过待定位节点的直线,最后利用辅助定位点与待定位节点之间的距离作为通信半径即可得到待定位节点的位置。仿真结果表明,与SNLSFA相比,在相同锚节点数量下,SNLSFAMC提高了定位精度,且在相同定位精度下,SNLSFAMC降低了对锚节点数量的需求,提高了算法的响应时间。     

基于移动锚节点的改进DV-Hop算法

DV-Hop是一种典型的无须测距的定位算法,针对该算法在定位过程中存在的定位精度不高的问题,提出了一种基于移动锚节点的改进算法。利用锚节点的移动形成多个虚拟锚节点,有效减少了锚节点的使用数量;并在原算法基础上,修正平均跳距,使其更接近真实值。仿真结果表明:改进算法定位误差比传统DV-Hop算法平均降低了约 30%,大大提高了定位精度。     

改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法

为了解决DV-Hop算法定位精度低的问题,提出一种分轮优化的改进DV-Hop定位算法。首先通过跳数阈值限制锚节点广播信息的范围;其次用每轮锚节点的平均每跳距离误差来修正锚节点的平均每跳距离;然后通过共线度检测区域,找出适合定位的锚节点组;再用三边测量法计算出参与定位的每组锚节点组的定位结果,用所有锚节点组定位结果的均值作为未知节点的估计位置;最后把本轮定位的未知节点升级为新的锚节点,进行下一轮定位。仿真结果表明,改进算法在不增加额外硬件开销的基础上,减小了定位误差,有效地提高了定位精度。     

基于改进的洪泛广播和粒子滤波的无线传感器网络节点定位

针对目前移动无线传感器网络定位问题存在的不足,提出了一种基于改进的洪泛广播机制和粒子滤波的节点定位算法。对于一个给定的未知节点,首先采用改进的洪泛广播机制,从离它最近的锚节点得到的有效平均跳距来计算出它到它的所有邻居节点的距离。然后采用一种差分误差校正算法,以减小平均跳距中由于多跳累积造成的测量误差;其次,采用粒子滤波和虚拟锚节点来减小预测区域,得到更有效的粒子预测区域,从而进一步减小对未知节点位置的估计误差。仿真结果表明,所提算法与定位算法DV-Hop、蒙特卡罗Baggio（MCB）和基于测试的蒙特卡罗定位（MCL）相比,能够有效地抑制冗余广播和减小与节点定位相关的消息开销,以较低的通信成本实现较高精度的定位性能。