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随着无线传感网技术的飞速发展,无线传感网络应用前景越来越广泛,如应用在军事、医疗、环境监测、工农业生产等诸多领域。而无线传感器网络节点定位是众多应用的基础,定位精度是其关键性指标之一。传感器节点的位置信息和所测量的节点数据信息是紧密相关的。目前,虽然已有不少节点定位算法被提出,但大多数都还处在理论研究阶段,节点自定位在该领域中仍然是一个具有挑战性的难题。从考虑节点体积、成本和能量的一些因素的限制条件下,设计低成本、低能耗、高定位精度和低复杂度的节点定位系统是当前研究的难点和热点。
本文简单介绍了无线传感网络定位技术的研究相关背景、国内外研究现状;总结了常见的几种测距算法和无需测距算法的原理与特点,并阐述了定位算法的性能评价标准。
本文在分析常见的几种传感器网络节点定位算法的基础上,重点讨论了传统DV-Hop算法思想及其存在的一些问题。在研究了锚节点分布对该算法定位精度影响的基础上,提出了一种锚节点整体均匀分布方案。另一方面,在传统DV-Hop算法中,通信半径内所有节点跳数都计为一跳,但在节点分布不均匀的情况下,这样的方法会给跳距的计算带来较大误差,针对该问题本文提出了三通信半径改进算法,使计算得到的节点跳数与节点之间距离更接近线性关系,并在计算锚节点平均跳距时使用最小均方准则,减小锚节点平均跳距的计算误差。最后,将本文所提出的三通信半径的改进型DV-Hop算法与锚节点整体均匀分布方案结合,提出了锚节点整体均匀分布的三通信半径DV-Hop算法,仿真结果表明了三种改进方法均有效减小了定位误差,其中锚节点整体均匀分布的三通信半径DV-Hop算法相比传统的DV-Hop算法的相对误差,在通信半径为25m、35m和45m时分别减小了16%~37%、16%~39%和16%~34%。
本文简单介绍了无线传感网络定位技术的研究相关背景、国内外研究现状;总结了常见的几种测距算法和无需测距算法的原理与特点,并阐述了定位算法的性能评价标准。
本文在分析常见的几种传感器网络节点定位算法的基础上,重点讨论了传统DV-Hop算法思想及其存在的一些问题。在研究了锚节点分布对该算法定位精度影响的基础上,提出了一种锚节点整体均匀分布方案。另一方面,在传统DV-Hop算法中,通信半径内所有节点跳数都计为一跳,但在节点分布不均匀的情况下,这样的方法会给跳距的计算带来较大误差,针对该问题本文提出了三通信半径改进算法,使计算得到的节点跳数与节点之间距离更接近线性关系,并在计算锚节点平均跳距时使用最小均方准则,减小锚节点平均跳距的计算误差。最后,将本文所提出的三通信半径的改进型DV-Hop算法与锚节点整体均匀分布方案结合,提出了锚节点整体均匀分布的三通信半径DV-Hop算法,仿真结果表明了三种改进方法均有效减小了定位误差,其中锚节点整体均匀分布的三通信半径DV-Hop算法相比传统的DV-Hop算法的相对误差,在通信半径为25m、35m和45m时分别减小了16%~37%、16%~39%和16%~34%。