论文部分内容阅读
无线传感网节点定位技术是无线传感网重要的支撑技术之一。节点位置信息不仅是事件监测的前提,也是网络拓扑自配置、提高路由效率、向观察者报告所需信息的基础;不知道所获信息所对应的位置,所获信息也失去了应有的意义。无线传感网节点部署是随机的,由于受到布设环境和自身因素的影响,如何最大限度提高节点定位精度是无线传感网定位研究领域的一个难点。因此,开展节点定位技术的研究具有重要理论和现实意义。本论文介绍了无线传感网发展历程和结构模型,分析了无线传感网中的关键技术,深入讨论了无线传感网节点定位技术。着重研究了节点定位的概念、定位技术分类、定位的基本原理和基本方法,对节点定位的性能评价标准进行了较详细地分析研究,同时对现有的典型定位算法和定位系统进行了分析比较。论文重点对无线传感网定位技术中的非测距定位DV-hop算法进行了深入研究,详细分析了其存在误差的原因。分别在二维和三维环境下提出了改进的节点定位算法。(1)为了减小传统DV-hop算法的定位精度误差,论文在二维环境中提出了一种新的DV-hop定位算法。通过引入平均跳距权值、跳数权值和距离误差,改进未知节点平均跳距的计算方法,使估算出的距离能更接近实际距离;通过引入共线性阈值和跳数阈值,选择拓扑关系好且距离未知节点较近的锚节点组进行位置估计得出一系列位置;最后通过质心算法得出最终的位置坐标。仿真结果表明新算法在不需要任何额外硬件的支持下,能提供比传统DV-hop算法更精确的位置估计。(2)针对新DV-hop定位算法存在覆盖率较低的问题,提出了一种升级虚拟锚节点的定位算法。通过把一些达到条件的未知节点升级为锚节点的方法,对新算法进行进一步的改进,有效地解决了覆盖率的问题。仿真实验结果表明了该方法不仅能够有效地解决覆盖率问题,而且能在在一定程度上提高定位精度。(3)在三维环境下,提出了一种新的三维节点定位算法。采用DV-hop距离矢量跳数的思想和数学几何学原理,引入位置估算偏差值利用加权质心算法进行位置估算。仿真结果表明了该算法的可行性。