论文部分内容阅读
无线传感器网络(WSN)将传感器节点散落在一定区域,观察发生事件。但是在大多数的情况下,只有包含了传感器节点位置信息的数据才具有真正的用途。因此,已知监测区域内各传感器节点的位置信息是整个无线传感器网络顺利运行的前提,节点的定位技术在无线传感器网络中具有很重要的地位。目前大部分无线传感器网络的定位技术有定位精度低、需要额外的硬件设备、定位误差累积、能量消耗大等局限性。为此,本文从基于静止锚节点和基于移动锚节点的定位这两个方面对无线传感器网络节点定位技术展开研究。针对基于静止锚节点的定位问题,提出了一种与距离无关的分级定位算法(IDV-Hop+IMP)。现有的定位算法中,基于测距的定位算法虽然定位精度高,但是需要额外的硬件设备而且受环境影响很大;基于无需测距的定位算法对节点分布有较高的要求,它不适用于锚节点密度低的网络中,并且,大多数定位算法根据锚节点的位置信息采用三边法、角度法以及多边法得到的被测未知节点的位置,不仅定位误差大,而且还会产生误差积累等问题。本文提出了 IDV-Hop+IMP算法,该算法根据未知节点邻居锚节点的数量不同,把未知节点分成三级,每一级采取不同的定位算法。理论分析和实验结果表明,在稀疏的锚节点环境下,IDV-Hop+IMP算法提高了无线传感器网络的节点定位的覆盖率和定位精度,减小了定位精度和定位覆盖率对锚节点密度的依赖程度。针对基于移动锚节点的定位问题,提出关于正六边形(hexagon)的定位算法(Mobile Anchor Based on Hexagon,MABH)。在静止路径规划中,锚节点按照预先设计的路径进行移动,当被测区域节点分布不均匀时,锚节点存在冗余移动或无法到达部分未知节点,导致未知节点不能成功定位;在动态路径规划中,锚节点随机移动,但当被测区域环境复杂时,会导致锚节点位置信息广播冗余并且定位性能较差。本文提出的MABH算法中对锚节点的移动提供了六个可选方向,让移动锚节点进行所有的分析与计算,对未知节点采取不同的定位算法进行定位,并且未知节点邻居节点的数量将被用来判断锚节点的下一个移动位置。仿真结果表明,MABH算法可以有效的避免无节点区域的遍历,缩短路径长度,并且具有可拓展性,尤其适用于不规则网络环境。