基于距离无关的WSN节点定位技术研究

WSN(无线传感器网络)的许多应用都是基于节点的位置信息,传感器网络由于节点数量巨大,资源十分有限,全部节点都采用GPS定位设备是不适宜的。该文在分析了WSN定位算法研究的基础上,分析了近年来提出的基于距离无关的定位算法,这些算法能有效地提高定位精度。     

基于遗传算法WSN节点定位算法研究

研究无线传感器网络节点定位问题.针对无线传感网络由于位置信息等原因而造成节点定位误差较大,精确度不高等问题缺陷,提出了一种改进的基于遗传算法优化DV-hop定位算法,并将算法应用在无线传感网络节点定位中,算法首先利用节点间的距离和锚节点的位置,在距离无关定位算法的最后一个阶段,采用遗传优化算法对DV-hop算法定位得到位置进行校正,在不增加传感器节点的硬件开销的基础上有效提高定位精度和扩大定位范围,仿真结果表明,改进的网络节点定位算法定位误差小和定位范围广等性能,与原始的DV-Hop定位算法相比定位误差明显减小,精度明显提高.表明算法是一种高效节能的定位算法.     

室内定位中基于EFIM和距离协作的节点选择算法

协作定位网络中节点间(除了锚节点和锚节点间)大量的信息交换会造成计算复杂度的增加,冗余信息的交换还会造成能源浪费.为了解决这个问题,提出一种基于等效费希尔信息矩阵(EFIM)和距离协作的节点选择算法,并用位置误差界限的平方(SPEB)来描述位置精度.首先获取邻近节点到目标节点的距离作为辅助信息以提高定位精度,然后通过推导更新EFIM来计算SPEB,根据新提出的算法选择邻近节点作为辅助节点.仿真结果表明新提出的算法优于其他几种常用的算法,达到某一特定的定位精度要求时选择的邻近节点数量最少,同时还提高了能量的利用率.     

WSN中DV-Hop节点定位算法的改进

为降低传统DV-Hop算法对未知节点估算距离的误差,提升WSN中的未知节点定位精度,提出一种基于未知节点估算距离修正的DV-Hop改进算法.该改进算法首先对节点的平均每跳距离进行修正,并根据节点分布和节点间邻居关系的特点引入节点远离度的概念,以区分未知节点和邻居锚节点的距离,降低估算距离的误差;然后对最小二乘法的误差进行修正,并利用邻居节点的通信范围限制关系对未知节点估算坐标的误差进行修正,以进一步减小未知节点的定位误差.实验结果表明,与传统DV-Hop算法及相关文献相比,改进算法可以有效减小未知节点估算距离的误差,提升未知节点定位的精度.     

基于空间锥体模型WSN节点定位算法研究

研究无线传感器网络节点在空间定位精度问题,针对无线传感器无法获取特定的节点的位置,传统的定位算法受到外界因素、测量距离误差和部署节点不合理性以及节点能量过快消耗,使定位和测距存在定位精度不高和计算量大等弊端。为解决上述问题,提出一种空间锥体模型下的WSN节点定位算法。通过仿真对目标参数测距量化和锚节点与求知节点空间几何关系的计算,对其求解结果进行迭代求解,从而降低了测距误差,提高了节点定位精度,避免了因距离误差和节点能量过早耗尽。仿真结果表明,算法有效地减少网络节点间通信开销,延长了网络生存周期,增强了定位精度的鲁棒性和稳定性。     

基于AIUKF的WSN节点定位算法

针对无线传感器网络节点定位精度不足的问题,在无迹卡尔曼滤波( UKF)的基础上,结合迭代约束条件和自适应因子,提出了一种自适应迭代无迹卡尔曼滤波( AIUKF)算法。根据基于测距的节点定位模型,采用RSSI进行测距,以极大似然估计法进行节点初步定位,利用AIUKF算法对节点进行精确定位,并且直接以RSSI作为系统的观测量。仿真结果表明,本文提出的基于AIUKF的定位算法相比EKF和UKF算法具有更高的定位精度。     

WSN中APIT节点定位改进算法研究

为了提高无线传感器网络中APIT定位算法的定位覆盖率,提出了Min-max方法与APIT相结合的定位算法。改进算法不需要额外添加硬件,且容易实现。仿真结果表明改进算法与APIT算法相比定位覆盖率有显著提高。     

基于布谷鸟算法的WSN节点定位研究

传感器节点定位技术是无线传感器网络（WSN）的核心技术之一。文中针对DV-Hop传感器定位算法在定位过程中产生累积误差的问题,首先提出改进的DV-Hop算法修正DV-Hop算法中的平均跳距,然后应用Cuckoo（布谷鸟）搜索算法进一步减少传感器节点定位的误差,最后采用仿真实验对其性能进行测试。仿真实验结果表明,文中所提出的混合算法,与纯DV-Hop算法相比,不但使用更少锚节点节省硬件成本,而且定位精度较高。混合算法能够达到理想的定位精度与效果,具有较高的实用价值。     

WSN中一种基于移动锚节点的节点定位算法

在无线传感器网络的定位过程中,随着锚节点的使用数量增多,整个网络的开销也会增大,从而会造成较大的浪费.因此,为了实现利用较少的锚节点完成较精确定位的目标,提出了一种仅基于3个移动锚节点的Range-free无线传感器网络节点定位算法.该算法能够保证每个未知节点都选择与其距离在一定范围内的锚节点进行定位,同时,通过建立优化模型以最大化网络中的二重覆盖区域范围,从而进一步提高定位的精确度.仿真实验结果表明,该算法能够在一定程度上提高节点的定位精确度.     

WSN中基于Robust Position节点定位算法改进的研究

节点定位一直是无线传感器网络研究的热点之一。由于不同应用系统对节点的定位精度有着不同的要求,因此目前并不存在最优的节点定位算法。首先深入分析了具有代表性的两种分布式的节点定位算法,并从定位精度及能量消耗两个方面给出了定量分析结果。在此基础上提出了改进的定位算法:BB_RP算法,通过仿真实验,在定位精度和能量消耗两个方面与原有算法进行定量的分析比较。结果表明,BB_RP算法虽然在定位精度略低于原有的算法,但是在能量消耗和覆盖速度两个指标上有了较大的提高,使得无线传感器网络的生命周期延长。     

WSN中基于多径距离和神经网络的节点定位

为了实现802.15.4a无线传感器网络中的目标定位,提出了一种新的基于多径距离和神经网络的目标定位检测算法。首先通过目标出现时对多径效应的影响估计出到达时间差,从而计算出通信传感器节点之间的多径距离;然后把多径距离作为神经网络的输入,并将目标位置用于神经网络的训练;最后通过选择多径距离估计值和测量值的差的最小成本组函数来定位目标位置。对单目标和多目标的定位检测仿真结果表明,即使当网络中传感器数量和目标增加时,所提出的定位算法的误差累积分布函数也不会增大,而且其定位误差比其他定位算法的误差小,从而增强了网络的鲁棒性,提高了网络中传感器承受故障的能力。     

基于节点度和距离的WSN分簇路由算法

针对无线传感器网络(WSN)中节点的负载均衡问题,提出一种基于节点度和距离的WSN非均匀分簇路由算法。该算法在首轮成簇时采用了定时机制的簇头竞争方案,定时的长短取决于节点本身的节点度和距离基站的距离,且节点根据不同的竞争半径形成不同的簇。在首轮成簇结束后,簇的结构不再发生变化,而簇头的轮换则根据簇内节点的剩余能量和距离本簇质心的通信代价在簇内进行动态轮换。采用簇间多跳路由,根据节点的剩余能量、距离基站的距离、节点间通信代价和节点的转发热度来选择中继节点。仿真结果表明,该算法的网络生命周期与LEACH协议相比延长了2倍以上,与EEUC协议相比延长了13.97%,且均衡了网络的能量消耗。     

基于遗传算法的WSN节点定位技术

提出一种基于遗传算法的无线传感器网络节点自定位技术,在算法的第1阶段利用采样方法对节点初始位置进行初步估计,在 第2阶段采用遗传算法对节点初始位置进行求精。仿真实验结果表明,该算法在锚节点比例较低的情况下仍然能够对未知节点进行准确定位,且定位精度更高。     

基于SVM的WSN移动节点定位算法

针对现有移动传感器网络定位存在错误率较高的问题,提出一种基于向量机技术的网络定位算法。该算法通过向量机技术建立节点测量向量与其位置的关系,节点根据新观察到的信息过滤掉不符合要求的取值范围。使节点持有其之前的运动轨迹样本点集,通过牛顿插值的方法计算其位置方向并更新节点样本点集,样本点通过向量机计算和纠正其坐标位置,从而实现节点的预测定位。仿真实验结果表明,与传统算法相比,该算法在锚节点较少、节点运动速度较快的情况下能保持较低的定位错误率。     

基于锚节点连通性的移动WSN定位优化算法

为提高传统移动无线传感网络非测距方式定位算法的节点定位精度、降低算法对锚节点密度的要求,提出一种基于网络中锚节点连通性的蒙特卡洛优化定位算法,并分析了其节点定位性能.算法首先引入平均锚节点连通度的概念来评价网络锚节点连通性,然后提出根据节点实时分布情况进行采样区域划分,并实时控制移动锚节点分布,提升网络的整体定位精度.仿真结果表明,相较于传统的移动无线传感网络中基于蒙特卡洛方法的节点定位算法,所提出的算法有效提升了整体的定位精度,并有效降低了算法对于锚节点密度的要求,提升了算法节点定位性能.     

基于信号相位搜索的WSN节点定位算法

节点定位是无线传感器网络（wireless sensor network,WSN）研究的热点问题之一,基于信号相位信息与物理距离间的关系提出了基于信号相位搜索的WSN节点定位算法。该算法首先根据节点间信号相位信息,基于余弦相似性算法原理构建目标函数,将WSN节点定位问题转换为目标函数最优解搜索问题;然后基于质心定位算法原理确定搜索初始像素单元;最后利用梯度下降法替代逐像素单元的遍历搜索,在不影响定位精度情况下进一步提高定位效率,减小定位功耗。仿真实验结果表明,该算法的各项指标良好,适用于WSN的节点定位。     

基于移动锚节点的WSN节点定位方法

为提高WSN定位精度,提出一种带定向天线的移动锚节点定位算法。首先对WSN进行分层,锚节点可沿x轴和分层线移动实现对未知节点的遍历,在移动过程中等间隔距离旋转定向广播位置信息,未知节点根据接收到的锚节点坐标、方位角等信息确定自身位置。定位算法简单,无需测距,完全使用锚节点信息实现定位,仿真结果表明,该算法比典型的采用单个移动锚节点的SLWL算法具有更高的定位精度和定位稳定性。     

WSN中一种基于RSSI的移动节点改进定位算法

移动无线传感器网络的节点定位算法中,基于RSSI的MCL定位算法利用接收信号强度的对数正态模型对定位的预测和滤波过程进行了改进,改善了定位性能,但是仍存在计算量较大、功耗较大等不足。因为物体的运动状态不会发生突变,因而可以利用前几个时刻的轨迹,预测当前时刻的运动参数。采用Hermite插值法,对当前时刻的运动轨迹作了很好的预测。仿真结果表明,该算法与传统的算法相比,减小了采样范围,提高了采样准确率,从而提高定位精度,降低功耗。