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。     

基于阈值机制与距离校正的WSN改进DV-Hop定位算法

在无线传感器网络的DV-Hop定位算法中,未知节点定位只考虑离它最近的锚节点的平均跳距,用它乘以跳数代替真实距离去进行定位,会导致较大的定位误差。针对DV-Hop算法以上的不足,本文提出了一种精度较高的基于阈值机制与距离校正的DV-Hop改进算法TMCD-DV-Hop。改进算法首先计算跳数阈值,考虑最近锚节点之外的其他锚节点在局部范围和全局范围的影响,依据阈值选择最优的校正平均跳距来估计距离,并对参与定位的单跳通信半径内的锚节点进行组合优化后,采用质心算法得到一个估计坐标,同时利用加权最小二乘法得到另一个估计坐标,最后以两个估计坐标的算术平均值作为未知节点的定位坐标。仿真实验表明,在同等网络环境中,改进后的TMCD-DV-Hop算法较DV-Hop算法更能有效地降低定位误差,提高定位精度。     

基于误差修正的DV-Hop传感器节点定位算法

传统的DV-Hop传感节点定位算法,估计未知节点与各锚节点之间距离是用跳段距离代替直线距离.在实际网络定位环境中,未知节点和锚节点之间多数是折线连接.当平均每跳距离的估计值与实际值的偏差较大时,未知节点到锚节点之间估计距离与实际距离之间的误差会增大.为解决上述问题,提出一种粒子群优化算法修正DV-Hop算法定位误差的传感器节点定位方法.采用DV-Hop算法估计待测节点和锚节点之间距离,通过三边测量法确定节点的位置,并将传感器节点定位问题转换成一个多约束优化问题,最后通过粒子群优化算法对定位误差进行修正,并通过仿真对其性能进行测试.仿真结果表明,相对传统DV-Hop算法可大幅度提高传感器节点定位精度,符合无线传感器网络定位需求,具有较好的应用价值.     

锚节点选择和距离修正的DV-Hop定位算法

为了更好地解决DV-Hop算法定位精度较低的问题,提出一种改进DV-Hop定位算法;首先利用共线性阈值选取锚节点参与位置估计;然后对实际距离和估计距离的误差采用最小二乘法校正锚节点的平均跳距,再用加权修正距离值;考虑到未知节点到锚节点路径与锚节点间路径有重合的情况,用算术平均值计算平均跳距;最后采用二维双曲线定位算法来提高定位精度;仿真结果表明,与传统DV-Hop相比,改进算法在定位稳定性、覆盖率和定位精确度方面都得到了提高.     

基于跳数估计的DV-Hop改进算法

平均每跳距离的估计在无线传感器网络DV-Hop定位算法中占有重要的地位,是决定定位精度的重要因素之一。针对传统DV-Hop算法的不足,本文考虑全局及锚节点周围局部网络,改进平均每跳距离的估计算法,同时,对未知节点到锚节点之间的跳数进行修正。在相同的实验环境下,仿真结果表明改进算法减少了定位误差,一定程度上提高了定位精度。     

基于平均跳距估计和位置修正的DV-Hop定位算法

针对传统DV-Hop定位算法只考虑了最近一个锚节点估计的平均跳距,而导致定位误差较大这一问题,提出了一种基于平均跳距估计和位置修正的改进DV-Hop定位算法.改进算法在计算未知节点到各个锚节点距离时,考虑到离该未知节点最近的锚节点到其它锚节点的距离及跳数的不同,计算出不同的平均跳距,使其更接近于实际平均跳距,另外,改进算法还对初步定位结果进行了循环位置修正.仿真结果表明,与传统DV-Hop算法相比,改进算法在不需要增加节点的硬件开销的基础上能更有效地提高定位精度,并且算法简单,计算量小,是无线传感器网络中节点定位的一种实用方案.     

一种基于坐标改正的改进DV-Hop定位算法

为有效提高DV-Hop算法在拓扑随机网络中的定位精度,提出一种利用锚节点定位误差修正未知节点坐标的新方法(PEDV-Hop).首先定义伪距误差因子剔除对平均跳距计算产生较大误差的锚节点,从而有效抑制网络拓扑随机分布影响,提高平均跳距计算精度;其次,视锚节点为未知节点,在计算平均跳距的同时,运用三边或多边测量法评估自身定位坐标,从而可计算得到锚节点坐标改正值,并将平均跳距与坐标改正值向网络广播;最后,未知节点根据接收到各锚节点的坐标改正值来修正自身定位误差,从而有效提高节点定位精度.仿真结果表明,PEDV-Hop算法实现简单,有效提高了节点的定位精度.     

基于误差加权的三维双曲线定位算法

为了减小三维空间中对未知节点定位的误差,提高三维DV-Hop算法的定位精度,提出一种基于误差加权和三维双曲线定位的三维DV-Hop改进算法.改进算法首先采用误差加权的方法处理未知节点的平均每跳距离,然后分类选择未知节点与锚节点之间的跳段距离,最后将二维双曲线法扩展到三维空间计算未知节点的坐标.仿真实验结果表明,改进算法在三维WSN环境中可以对未知节点进行有效的定位,平均定位误差和定位精度显著优于三维DV-Hop算法,相较于对比文献也有一定的提升,并且锚节点密度和通信半径对平均定位误差和定位精度的影响较小.     

融合RSSI跳数量化与误差修正的 DV-Hop改进算法

为了提高DV-Hop算法在非均匀网络中的定位精度,提出一种基于RSSI跳数量化与误差修正的DV-Hop改进算法。改进算法首先利用节点间RSSI值与基准RSSI值的比值量化节点间跳数,使整数跳数转化为连续跳数,并在量化跳数的基础上对锚节点平均跳距进行重估,然后对各锚节点平均跳距进行加权处理以修正未知节点平均跳距。最后利用未知节点与最近锚节点的距离关系对未知节点坐标的估计误差进行修正,以进一步降低节点的定位误差。实验结果表明,相较于DV-Hop算法及相关文献,改进算法在相同的网络环境下能够有效降低累积误差对距离估算的影响,提升未知节点定位的精度,在不增加硬件开销的情况下,改进算法的相对定位误差比DV-Hop算法平均下降了20.7%。     

面向环境监测的WSN节点定位技术研究

WSN节点定位在无线传感器网络研究中意义非凡,设计出一种精确的定位算法是当今的重大挑战。传感器节点采集的数据只有在获取到节点的位置信息后才有意义,结合环境监测特点和应用需求,DV-Hop(Distance Vector-Hop)算法因其受环境影响相对较小,无需大量硬件开销,适用于环境监测场景。针对传统DV-Hop算法定位精度不高的问题,提出基于加权因子的混合DV-Hop算法——HDV-Hopw,其采用两种策略对传统DV-Hop算法进行改进。首先,通过对信标节点的平均每跳距离进行加权处理,减小平均每跳距离带来的误差;然后,将未知节点位置估计转换成目标优化,采用混合GA-PSO算法对未知节点的坐标进行优化,通过限制初始种群的可行域以及改进初始种群的质量来提高算法的定位精度。仿真实验结果表明,在没有增加额外硬件设备的情况下, 相比于DV-Hop算法 ,HDV-Hopw算法的 定位误差平均降低了11%左右。