无线传感器网络节点定位算法的研究

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在无线传感器网络中,对于传感器网络位置信息的监测是至关重要的,没有位置信息的监测消息往往是毫无意义的。因此,获取有效的节点位置是无线传感器网络最基本的功能之一,对传感器网络的有效应用起着关键性的作用。本文首先介绍了多样性的无传感器网络定位系统:源定位算法、节点自定位算法和地图匹配定位算法,并分别举例介绍了这几种算法中的典型算法,分析了各定位算法的优缺点及其适用场景,然后重点研究在多维尺度分析技术基础上提出的MDS-MAP定位算法。MDS-MAP定位算法对信标节点在数量和位置部署上的较低限制的特点,对于一个要求低功耗,低成本的WSN来说尤其重要,MDS-MAP定位算法能充分利用网络中各个节点之间的关联信息对节点定位,而且,即使没有信标节点,也可以利用节点间的实际或者估算距离获得无线传感器网络中节点的相对坐标。鉴于MDS-MAP算法集中式的一些缺点,本文采用分布式的思想对其进行改进,主要思想是把整个监测网络分为N个子网络,对每个子网络分别采用MDS-MAP定位算法,然后进行坐标融合,得出整个网络内全部节点的相对坐标,最后通过坐标转换,求出绝对坐标。文章最后通过仿真实验对改进前后的算法进行比较分析,结果表明,改进后的算法由于采用了分布式的计算,均衡了整个网络的能量消耗,延长了整个网络的生命周期,同时由于子空间通信范围的减少,使得因网络拓扑不均匀而对节点间间距估计的误差减少,在一定程度上提高了定位精度。
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