【摘 要】
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随着传感器技术与物联网技术的快速发展,无线传感器网络得到了广泛应用。其在军事侦察、目标跟踪以及入侵监测等方面应用需要确定节点位置,定位技术成为研究热点之一。现有基于接收信号强度指示(RSSI,Received Signal Strength Indication)的质心定位方法存在质心估计误差较大的问题,因此有必要对质心估计和误差修正进行优化以提高定位精度。对基于RSSI的质心定位算法从质心估计和
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随着传感器技术与物联网技术的快速发展,无线传感器网络得到了广泛应用。其在军事侦察、目标跟踪以及入侵监测等方面应用需要确定节点位置,定位技术成为研究热点之一。现有基于接收信号强度指示(RSSI,Received Signal Strength Indication)的质心定位方法存在质心估计误差较大的问题,因此有必要对质心估计和误差修正进行优化以提高定位精度。对基于RSSI的质心定位算法从质心估计和误差修正方面进行优化,提出了基于RSSI的差分修正加权质心定位算法以及基于RSSI的灰狼优化差分修正质心定位算法,并仿真验证了所提算法的性能。具体研究内容包括:(1)分析了无线传感器网络及定位技术的研究背景及意义和当前的研究现状,并对现有的定位算法进行分类,分析现有定位算法存在的问题,提出相关解决方法。(2)提出基于RSSI的改进差分修正加权质心定位算法。在传统质心定位算法的基础上,针对遍历求解质心计算量大的问题,优化距离选取制度,减少求解质心的数量;并将距离最近的质心作为参考节点优化差分修正因子,对质心坐标进行修正;定义质心对应测量距离的倒数和作为该质心的权值,通过加权质心估计未知节点的坐标,与传统质心定位算法进行仿真对比,验证了所提算法在提高节点定位精度方面的有效性。(3)提出基于RSSI的灰狼优化差分修正质心定位算法。该算法分为初步定位和精确定位,通过差分修正质心定位算法实现对未知节点的初步定位,将初步定位的结果作为灰狼优化算法的初始值,计算质心的适应度值定义灰狼等级,通过全局搜索、局部搜索以及位置迭代更新,实现未知节点的精确定位。通过仿真实验表明,相较于传统定位算法,定位效果以及稳定性得到了有效的提升。本文通过对无线传感器网络的节点定位算法优化来提高节点定位精度,促进了无线传感器网络节点定位技术的发展,为无线传感器网络定位系统广泛应用提供了理论支撑。
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