无线传感器加权质心定位算法研究

无线传感器网络的节点自定位的技术主要有基于测距(Range-Based)的定位技术和距离无关(Range-Free)定位技术。该文主要研究了基于测距的无线传感器网络定位算法。在传统质心定位算法中,引入相对RSSI加权定位实现未知节点的位置估计。该方法每个锚节点的权值使用RSSI的相对位置值,每个锚节点的权值可以按线性或指数加权。     

基于高斯修正测距模型的节点改进加权质心定位算法设计

针对无线传感器网络中传统的质心定位算法具有定位精度不高的缺点,提出了一种基于RSSI测距的改进加权质心定位算法。首先,分析了无线电传播路径损耗模型,采用高斯模型对RSSI信号强度值进行了修正,从而可以根据修正后的RSSI均值更准确地进行测距;然后,使用改进的Eucliean定位法对节点位置进行初定位,在获得若干组定位锚节点集的基础上,采用改进的加权质心定位算法进行节点位置终定位;最后对基于RSSI测距修正的加权质心定位算法进行了定义和描述。仿真实验表明,文中方法在仅增加计算开销的情况下能实现节点的准确定位,且与其它方法相比,具有较小的测距误差和定位误差。     

基于RSSI与TDOA的混合测距加权定位算法

对RSSI和TDOA测距技术优缺点进行分析,提出了基于（接收信号强度指示（RSSI）和信号到达时间差（TDOA）的混合测距加权定位算法,解决无线传感器网络定位系统中单纯依靠TDOA测距造成信标节点数量不足的问题。该算法根据测距方式的精度差异对测距结果进行加权校正处理,仿真实验表明,通过选择合适的加权值可以大大降低采用RSSI测距方式对定位精度产生的不利影响。     

基于RSSI校正的无线传感器网络定位算法

为了使接收信号强度指示（RSSI）的测量误差对节点定位精度的影响程度达到最小化,提出一种基于RSSI高斯加权校正的质心定位算法.首先通过高斯函数滤去偏差较大的RSSI值,然后再对余下的RSSI值加权计算得到优化的RSSI测量值,并利用测量到的RSSI值计算出锚节点与未知节点之间的距离,然后根据计算出的距离对锚节点坐标加权,并通过质心定位算法求出未知节点的位置坐标.仿真实验表明：该算法相比基于RSSI的质心定位算法,定位覆盖率提升3％～6％,平均定位误差至少减少4％,是一种定位精度更高的算法.     

基于组合测距的无线传感器网络自定位算法

针对如何在锚节点密度较低的情况下提高无线传感器网络中节点自定位精度的问题,本文提出了一种基于RSSI和TDOA组合测距的加权质心定位算法.该算法分别对传统RSSI和TDOA测距模型增加了校验参数及温度补偿,将未知节点与锚节点间距离估计值的倒数作为权值参数,再利用加权质心算法计算出未知节点的位置坐标.硬件试验表明室内环境中基于改进RSSI测距模型的定位算法相比于传统RSSI质心定位算法的误差改进比率为56.2%,仿真结果显示基于组合测距的定位算法在锚节点密度较低时也能达到较高的定位精度.     

一种无线传感器网络四边测距定位算法

根据RSSI测距特性,在三边测距定位的基础上,提出了基于RSSI值测距的四边测距定位算法,突破了三边测距定位的局限性。为进一步提高精度,采用了求质心和加权质心的方法,并用C++实现仿真比较,仿真结果表明:加权质心算法具有较高的精度,整个定位过程中节点间无需额外的通信开销,具有广泛的实用性。     

基于加权Voronoi图的分布式无需测距节点定位算法

针对无线传感器网络定位的精度问题,提出一种基于加权Voroni图的无需测距的分布式定位算法(weighted Voronoi diagram based localization algorithm, WVL).对待定位节点接收到的来自锚节点的信号强度(RSSI)进行从大到小的顺序排序,并将这些一跳锚节点的权值赋值为相对应的RSSI值.利用节点的一跳邻居和二跳邻居表将集中式计算转换为分布式计算,分别计算锚节点的W-Voronoi图,求这些图的交集后再取交集的质心,即可得未知节点的位置参数.通过仿真对比基于W-Voronoi图和Voronoi图,以及加权质心定位算法,仿真结果证明基于W-Voronoi图的算法精度更高.     

RSSI辅助的三维空间坐标四面体质心定位算法

三维定位是无线传感器网络的重要技术之一.提出了一种RSSI辅助的三维空间坐标四面体质心定位算法.由于现实环境往往很复杂,存在锚节点组成的四面体不包含未知节点的情况,因此筛选优质的RSSI值,并将其转换为未知节点与锚节点的距离,进而计算和比较四面体体积来进行排除;对包含未知节点的四面体进行质心迭代求解,并且对不满足条件的情况运用RSSI均值加权质心定位算法.仿真结果表明,该算法的定位误差比坐标四面体质心算法的小,并且增加RSSI均值加权算法提高了定位覆盖率.     

天线分集技术在WSNs定位中的应用

针对基于接收信号强度指示（RSSI）的定位算法中根据RSSI测距误差较大的问题,提出了在锚节点上使用天线分集技术的方法。该方法在锚节点上安装2根天线,天线互成90°,采用空间分集。锚节点在接收未知节点广播信号时,选择2根天线中信号强的天线接收信号,并记录RSSI值。实验证明：在锚节点上引入天线分集技术,可以降低无线信号多径衰落的影响,提高RSSI值的稳定性,减小了测距误差,提高了定位精度。     

水声传感器网络节点自适应加权定位算法

对水声传感器网络节点定位进行研究,针对水声传感器网络节点间测距精度不高的问题,提出一种水声传感器网络节点自适应加权定位算法。考虑到水声传感器网络节点间的测距误差随着节点间距离的增大而增大,算法改进了锚节点选择机制,并且对不同锚节点在定位测度中的权重进行加权,改进定位测度,提高了测距信息的利用效率。仿真实验表明该算法提高了节点定位精度。     

基于RSSI的自适应权重定位算法

在室内环境中,由于存在多径、反射的影响,采用传统的静态权重质心定位(SWCL)方法无法得到准确的定位精度.针对这一问题,提出了一种新的基于接收信号强度指示(RSSI)的动态自适应静态权重质心定位(RSSI—DA—SWCL)算法.对RSSI测距算法优化,消除不同发射功率和其它突发干扰对测距的影响;利用锚节点和未知节点距离等信息,让锚节点自适应地获得最优的权重系数,从而提高定位精度;将RSSI—DA—SWCL算法在ZigBee平台中实现,并通过Maltab仿真和实测实验对算法进行验证.结果表明:和传统的定位算法相比,提出算法具有更优的定位精度.     

基于RSSI加权质心和GASA优化的WSN定位算法

针对无线传感器网络节点在自身定位中广泛存在较大的定位误差的问题,提出一种基于RSSI加权质心和GASA优化的无线传感器网络定位算法。该算法假设无线传感器网络中存在一定比例的位置已知的锚节点,利用RSSI加权质心算法计算未知节点与锚节点间的距离,建立以未知节点位置为参数的数学模型,用GASA优化算法计算最优解从而获得未知节点的位置,实现未知节点自身的定位。仿真实验的结果表明,当锚节点个数为30,算法的平均定位误差在10%以内,比RSSI加权质心算法降低了10%~15.5%左右,并且随着节点个数的增加平均定位误差降低。     

无线传感器网络精度优选RSSI协作定位算法

针对目前无线传感器网络（WSN）定位算法中未知节点间接收信号强度指示（RSSI）冗余信息利用不足以及信息无筛选利用问题,提出一种新的精度优选RSSI协作定位算法。首先,利用RSSI阈值,从大量粗定位的未知节点中筛选出定位精度相对较高的节点;接着,利用subset子集判断方法从经过RSSI阈值筛选的节点中提取出受环境影响较小的节点,作为次选协作骨干节点;然后,使用锚节点置换准则,根据置换锚节点的定位误差,从次选协作节点中进一步提取出高精度的节点作为优选协作骨干节点;最后,以协作骨干节点为协作对象,根据精度优先级参与协作求精,对未知节点进行未知修正。仿真实验表明,该算法在100 m×100 m网格区域内的平均定位精度小于1.127 m。在定位精度方面,相同条件下,相较于改进的采用RSSI模型的无线传感器网络定位算法,该算法平均定位精度提高了15%;在时间效率方面,相同条件下,对比传统RSSI协作定位算法,该算法在时间效率上提高了20%。可见,所提算法可以有效提高节点定位精度,减小计算复杂度,提高时间效率。     

无线传感器网络节点定位加权校正模型

为了降低定位算法本身和接收信号强度指示(RSSI)所产生的误差对定位精度的影响,在以往的定位算法(如利用高斯—马尔可夫模型定位)中加入校正机制,并将移动锚节点和固定锚节点定位技术相结合,提出了一种基于加权的校正模型和算法。仿真结果表明,采用加权校正模型有效地提高了节点定位精度,与采用高斯—马尔可夫模型定位相比较,定位精度提高了36.2%。     

基于PSO-GSA优化的井下加权质心人员定位算法

针对煤矿复杂环境中,接收信号强度指示的人员定位精度较低,难以动态跟踪参数变化的问题,提出一种利用改进的引力搜索算法应用于加权质心定位中进行井下人员定位的方法。先采用对数距离路径损耗模型得到信标节点到未知节点的距离,然后通过加权质心定位算法对未知节点定位;最后利用粒子群万有引力混合算法对相关参数和估计的位置信息进行优化。实验结果表明,该方法能够增强对环境变化的自适应能力,更有效地提高定位精度。     

一种基于RSSI的加权质心算法的改进算法

在无线传感器网络中,节点的准确定位是具体应用的前提和基础。提出一种基于R S S I的加权质心算法的改进算法,并利用未知节点接收到的来自各个不同锚节点的R S S I值为依据计算加权权值,算法实现更加容易、简单。仿真结果验证了算法的有效性,比传统的质心定位算法的定位精度有较大提高。     

WSNs中基于RSSI优化的节点定位算法研究

为了提高基于接收信号强度(RSSI)定位算法的定位精度,提出基于RSSI改进的混合蛙跳的定位算法(MRSSI-SFL)。MRSSI-SFL算法用正态分布优化RSSI值,降低测距精度。再利用加权质心定位算法进行粗略定位,并依此估计设置搜索区域,随后利用蛙跳算法进行迭代求精。实验结果表明,相比基于RSSI测距的加权质心定位算法,提出的MRSSI-SFL定位算法有效地提高了定位精度。     

无线传感器网络交点质心定位算法的优化

节点自身定位是无线传感器网络的重要应用之一。为提高定位精度,以求解精度优于传统最小二乘法的交点质心算法为基础,定义距未知节点最近的锚节点为参考节点,通过测量参考节点与锚节点之间的距离获得RSSI的测距误差,并对未知节点与锚节点间的测量距离进行误差修正,抑制了RSSI测距误差对定位精度的影响;再引入四边测距定位和优选锚节点的思想,对算法进行改进。MATLAB仿真结果表明：本算法在相同实验环境下相较于交点质心法又进一步提高了定位精度。     

基于WiFi的四边测距修正加权质心定位算法

针对现阶段无线信号传播过程易受周围环境干扰、运动载体定位算法精度低的问题,提出一种基于WiFi技术的四边测距修正加权质心定位算法.该算法首先运用近高斯拟合算法和卡尔曼滤波剔除RSSI数据中的突变数据和差异较大的数据,选出最优的RSSI值;然后根据无线信号传播路径损耗模型,运用RSSI值对移动终端和AP的距离进行模型计算;最后采用改进加权因子的加权质心定位算法并结合四边测距法对待定位点坐标进行计算.仿真实验表明:基于WiFi技术的四边测距修正加权质心定位算法相对提高了定位的精度.