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近年来无线传感器网络作为一种全新的信息获取和处理技术,在国防、环境监测、交通管理等领域得到了广泛的应用。利用无线传感器自组织的网络拓扑结构,传感器节点通过相互协同的工作,将感知和采集节点周围的信息发送给观察者,实现对某一区域的实时监测。采集信息的有效性是根据节点位置信息来保证的,故,对无线传感器网络节点的定位研究具有重要的意义,也是普遍关注的研究领域之一。
本文在分析和总结国内外相关研究成果和最新研究进展的基础上,根据对随机分布的节点这一工程背景的研究需要,重点从两个关键方面对节点定位过程展开研究工作:一是,针对AODV协议频繁发起路由的问题和项目实际工作的需要,修改组网协议;二是,改进了定位算法流程并改进算法计算过程。最终,完成了具有“较少的路由发现次数,简化的定位计算过程和较高的定位精度”的研究工作。
本文的主要工作具体包含以下方面:
①通过对AODV协议组网流程进行详细的分析,为了能够满足本文工作的需求,需要对频繁启动路由发现进行改进,并完成对节点信息和跳数信息的收集。文中给出了相应的解决方案,即:AODV-A协议,通过增加路径收集功能来解决减少路由发现次数,并为后续计算收集必要的信息。
②通过对DV-Hop定位算法的研究,为实现精简定位流程并降低定位误差的目的,做了如下改进,即:减少广播次数、提高定位精度和改进计算节点坐标的方式。
具体改进如下:第一,为了减少广播次数,可通过调用节点的路由表来完成算法第一次广播的任务,减少广播次数;第二,为了降低定位误差,引入二级参考点缩小计算区域,利用最小二乘法则对误差进行校正,在三维坐标系下引入误差校正因数,减少三维坐标系下的误差;最后利用最大似然估计法计算节点的坐标。
③通过OMNET++仿真平台对改进方案进行仿真,试验结果表明了论文所给出的改进方案具有较好的可行性和有效性。
本文的研究基于相关项目的研发需要,经过理论上严密的分析,结合数学运算的支持,使工作结果达到了预期的要求,具有现实的意义。