距離無關(guān)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位方法研究.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)科技的飛速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有著越來越廣泛的應(yīng)用前景，如應(yīng)用在國(guó)防軍事、環(huán)境監(jiān)測(cè)、健康醫(yī)療、智能家居和企業(yè)監(jiān)控等方面。同時(shí)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是許多應(yīng)用的基礎(chǔ)，由于測(cè)得的數(shù)據(jù)信息與傳感器節(jié)點(diǎn)的位置信息密切相關(guān)，因此它的定位精度是一個(gè)關(guān)鍵的指標(biāo)。目前，盡管已經(jīng)有人提出了大量的節(jié)點(diǎn)定位算法，但是大多數(shù)還處于理論階段，因此節(jié)點(diǎn)定位仍是一個(gè)充滿挑戰(zhàn)和困難的問題?？紤]到節(jié)點(diǎn)的成本、能量、體積等因素，未來的研究重點(diǎn)和難點(diǎn)是設(shè)計(jì)低成本、低能量消

2、耗以及定位精度較高的傳感器節(jié)點(diǎn)。
　　本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究背景和研究意義以及目前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，闡述了基于測(cè)距和基于非測(cè)距的定位算法原理，以及定位算法的性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。然后本文重點(diǎn)研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于非測(cè)距的定位算法，在這類技術(shù)中使用最為廣泛的是DV-Hop算法，其優(yōu)點(diǎn)是算法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是使用平均跳距估計(jì)距離帶來較大的測(cè)距誤差。其改進(jìn)算法CDA DV-Hop算法通過利用節(jié)點(diǎn)間連通性差異提高了DV-Ho

3、p定位精度，但算法復(fù)雜度較高。基于CDA DV-Hop算法，本文給出了改進(jìn)的CDA D-Hop算法（簡(jiǎn)稱ICDA DV-Hop算法），該算法通過限制泛洪廣播跳數(shù)以及優(yōu)化錨節(jié)點(diǎn)選擇策略，減小了錨節(jié)點(diǎn)分布不均帶來的誤差，并根據(jù)同一未知節(jié)點(diǎn)的不同估計(jì)位置與實(shí)際位置之間的連通性差異，選出連通性差異最小的位置作為未知節(jié)點(diǎn)的最終估計(jì)位置。仿真結(jié)果表明ICDA DV-HOP算法有效的降低了算法的復(fù)雜度，并減少了網(wǎng)絡(luò)通信開銷。為了解決DV-Hop在定位

4、時(shí)由測(cè)距誤差帶來的定位誤差較大的問題，本文引入改進(jìn)的粒子群算法AEPSO算法對(duì)DV-Hop算法進(jìn)行優(yōu)化，將未知節(jié)點(diǎn)與錨節(jié)點(diǎn)之間的估計(jì)距離和實(shí)際距離之間均方誤差作為優(yōu)化的適應(yīng)函數(shù)，并在粒子群算法中引入自適應(yīng)權(quán)重和優(yōu)勝劣汰的思想，從而平衡全局和局部搜索能力以及具有較好的收斂性，仿真結(jié)果表明該算法能夠有效的提高算法的定位精度。最后將ICDA DV-HOP算法與AEPSO DV-Hop兩種算法相結(jié)合，利用AEPSO算法對(duì)ICDADV-HOP算法