无线传感器网络定位算法的研究

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无线传感器网络(WSN)是结合了传感器、无线通信和嵌入式系统等三方面技术的新型网络技术,在军事、环境、医疗、家庭和其它的商用领域有着很高的应用价值和广阔的应用前景,是目前学术界研究的热点问题之一。其中,传感器的定位问题是无线传感器网络中的一个基本和关键的问题。 本文概述了无线传感器网络的发展和应用以及研究现状,由此提出了传感器节点的定位问题,并且阐述了一个无线传感器网络定位算法需要满足的要求。研究人员提出了许多WSN的节点定位算法,这些算法可以分为两类,即基于测距技术(Range-based)的定位算法和无需测距(Range-free)的定位算法。两种算法有着不同的应用场合,基于测距技术的定位算法相对简单,定位精度较高,但是耗能严重,而无需测距技术的定位算法中定位精度成了最大的问题。因此需要设计一种适合大规模网络并且精度和效率较高的无线传感器节点定位算法。 针对无线传感器网络节点定位的特点,本文提出一种基于遗传算法思想(GA)的节点定位算法来解决定位算法中的精度和效率问题,该算法可以应用于基于测距技术和无需测距技术的定位中,与已有的定位算法相比,在相同精度的情况下,算法效率有了很大程度的提高。同时,在传统的遗传算法(SGA)基础上,通过优化初始化种群,自适应调整适应度的选择操作以及加入误差修正算子,大大克服了传统遗传算法中局部搜索能力不强的缺点,使算法性能有了很大的增强。 最后,本文用Matlab和OPNET仿真工具对传统的定位方法和基于遗传算法的定位方法进行了仿真并对算法性能进行了分析。
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