【摘 要】
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无线传感器网络的监测功能在各领域应用广泛,而监测功能的发挥需建立在各网络节点位置信息已知的基础之上,而对未知节点的定位则涉及节点的定位算法,本文将主要对无需测距定位算法中应用最为广泛的DV-Hop定位算法进行优化研究,该算法由于其定位成本相较其它算法较低而被广泛应用,但是该算法应用场景局限于二维平面,且定位误差较大,而实际定位过程中定位场景多为三维空间区域,且对定位误差与定位成本要求较高,故本文将
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无线传感器网络的监测功能在各领域应用广泛,而监测功能的发挥需建立在各网络节点位置信息已知的基础之上,而对未知节点的定位则涉及节点的定位算法,本文将主要对无需测距定位算法中应用最为广泛的DV-Hop定位算法进行优化研究,该算法由于其定位成本相较其它算法较低而被广泛应用,但是该算法应用场景局限于二维平面,且定位误差较大,而实际定位过程中定位场景多为三维空间区域,且对定位误差与定位成本要求较高,故本文将在三维空间基础之上构建3DDV-Hop定位算法,并以降低该算法定位误差与定位成本为目标做出如下优化改进:1.针对DV-Hop定位算法在计算各未知节点与锚节点间距离时,各节点间最小跳数以及各锚节点平均跳距计算存在误差从而导致未知节点定位误差较大的问题,本文提出一种基于跳数加权与跳距优化的3D-DVHop定位算法,该算法依据RSSI值对相邻节点最小跳数进行修正,并通过构建跳数权值对各锚节点平均跳距进行修正,从而使得各未知节点与锚节点间空间直线距离误差减小,降低未知节点定位误差。2.针对DV-Hop定位算法在修正各相邻节点间最小跳数过程中结合节点通信半径,以及通过最大似然估计求得各未知节点坐标位置后未对未知节点坐标进行修正的问题,本文提出一种基于三维坐标修正的改进型3DDV-Hop定位算法,该算法通过分类设定节点通信半径对各相邻节点间最小跳数进行修正,实现对跳数修正方法进行进一步优化的目的,并通过构建正方体交叉区域对各未知节点坐标进行修正,从而进一步降低各未知节点定位误差。3.针对各类改进DV-Hop定位算法中锚节点比例较高的问题,本文提出一种基于虚拟力移动锚节点的3D-DVHop-ACR定位算法,该算法在综合考虑优化跳数、跳距修正方案以及未知节点坐标修正方法的基础之上,引入虚拟力引力将静态锚节点变换为动态锚节点,并在移动过程中与其通信范围内各节点进行周期性通信,从而降低所需锚节点比例,达到对定位成本进行实质性降低的目的。
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