【摘 要】
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无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)在军事以及民事上有着广泛的应用。在其众多应用中,节点定位技术是一项重要的、基础性的技术。WSNs的节点定位算法根据现有定位技术,可分为基于测距以及基于非测距这两大类算法。非测距算法中的DV-Hop算法因其具有成本低、通信量小、实施简单等特点,使其成为非测距算法中研究较多的一种定位算法。本论文重点针对经典DV-Hop算法进行研究
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无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)在军事以及民事上有着广泛的应用。在其众多应用中,节点定位技术是一项重要的、基础性的技术。WSNs的节点定位算法根据现有定位技术,可分为基于测距以及基于非测距这两大类算法。非测距算法中的DV-Hop算法因其具有成本低、通信量小、实施简单等特点,使其成为非测距算法中研究较多的一种定位算法。本论文重点针对经典DV-Hop算法进行研究分析,主要内容如下:(1)分析了无线传感器网络的关键构造、技术及其适用场景,对传感器节点定位技术的专用术语、基本原理、定位算法以及坐标计算方法做了简要论述,并重点分析经典DV-Hop算法的定位原理及其存在的误差。(2)针对DV-Hop算法中平均跳距和估算距离存在的误差,本文利用全局平均跳距、局部平均跳距以及距离修正系数来优化DV-Hop算法,未知节点在选取平均跳距的时候不依赖距离自身最近的信标节点,而是考虑网络中的其余信标节点;将全局和局部平均跳距求取平均值来优化传统的平均跳距,并在计算信标节点与未知节点两者之间估算距离的时候加入距离修正系数。实验结果显示,优化后的算法对比经典算法,其具有更好的定位效果。(3)针对DV-Hop算法中节点坐标计算阶段存在的误差,引入了细菌觅食算法和牛顿法来优化经典DV-Hop算法。细菌觅食算法的局部搜索能力相比较而言是可行的,但其在使用过程中的收敛速度较慢。基于此,于是引入了牛顿法来进一步优化细菌觅食算法,牛顿法具有较快的收敛速度,但是其初始值的选取是一个需要考虑的问题。在计算节点坐标时,取消极大似然法等方法,改而使用细菌觅食算法进行节点坐标计算,并将此结果作为牛顿法的初始值来进一步优化,从而得到最终结果。仿真结果显示,加入了智能优化算法后的定位算法,具有更好的定位效果。
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