WSN中移动信标辅助的加权质心定位算法

质心算法是一种简单易实现的节点定位方法,但是它的定位精度多依赖于网络中信标节点的密度和分布。针对质心算法这一缺陷,本文提出了一种移动信标节点辅助的加权质心定位算法(MBAWCL)。该算法采用一个飞行的移动信标节点在网络部署区域上空按照设定的路径移动并周期性的广播自己的位置信息;未知节点对所接收信标信号采取一定的筛选机制存储信标信号,然后利用加权质心(WCL)方法计算自己的位置。实验测试证明该算法可以提高节点的定位精度,降低定位成本,提高定位效率。     

基于ZigBee的加权质心定位算法的仿真与实现

为了研究节点定位算法的实现方法,提出了一种新的加权质心定位算法。这种算法首先通过对无线电传播路径损耗模型的分析,结合具体环境的实验,得到信号传播的经验模型,然后利用信标节点对未知节点的不同影响力来确定加权因子,进行加权质心算法定位。最后在对定位数据处理和分析的基础上,选取三个RSSI最大的信标节点进行定位计算,进一步改善了节点定位精度。仿真和实验结果表明,这种加权质心算法可应用于区域定位。     

基于DV-hop算法的楼宇内三维投影质心定位算法研究

针对DV-hop定位算法在无线传感器网络中非测距定位时存在的精度不高的缺点,提出将其与投影技术及加权质心算法相结合的算法.该算法利用投影测距技术将楼宇三维空间转化为二维,将平均跳距算法改进为全网平均节点跳距算法,并利用数学方法中均分的思想将计算公式进行优化.在DV-hop算法的最后阶段利用三边加权质心算法建立目标函数.仿真结果表明,改进的楼宇三维投影质心定位算法在不增加硬件开销的前提下,减小了定位误差及不可定位节点比例,提高了定位精度.     

无线传感器网络节点近点加权质心定位方法

节点定位技术是无线传感器网络（WSNs）的基础技术,具有重要的研究意义。质心算法与基于RSSI的质心算法是目前常用的定位方法,但前者定位误差大,后者对每个信标节点进行加权定位,这在提高精度的同时也增加计算量和干扰因素（如路径衰减因子等）。基于此,提出一种利用距未知节点最近的若干个信标节点的位置修正其他信标节点的位置的近点加权质心算法,以提高初次定位的精度。进而,可以通过改变最近点、次近点、所有点位置之和三者的权值对初次定位进行校正。仿真结果表明了所提算法的有效性。     

多节点协作迭代求精的WSNs加权质心定位算法

为解决无线传感器网络中质心算法对锚节点密度要求较高和定位精度过度依赖锚节点分布的问题,提出了一种多节点协作迭代求精的WSNs加权质心定位算法.该算法采用加权质心估算初始坐标,以请求二跳锚节点的方式增加可用锚节点,由锚节点以多边测距方式估算待定位节点的实际坐标与估算坐标的差值,迭代调整估算坐标,提高定位精度.实验结果表明,与普通加权质心算法相比较,该算法具有更高的定位精度和定位覆盖度.     

一种用于无线传感器网络的质心定位算法

在建立定位算法求解数学模型和定位性能描述的基础上,提出了一种无线传感器网络定位算法——去中心化场强加权多跳质心定位算法。该算法对单跳质心算法进行多跳扩展以改善定位比率,并加入场强加权过程和去中心化过程以提高定位精度。通过仿真实验分析可以看到,与原始质心算法相比,此质心定位算法的平均定位误差可下降一半左右,并使节点密度较低情况下的定位比率提高至接近1。     

改进的狭长空间中加权质心定位算法

针对目前狭长空间环境中信号多路径效应明显、传感器节点定位精度不足等情况,提出了一种基于信号接收强度(RSSI)的加权质心定位算法.该算法根据狭长带状区域环境特点部署信标节点,通过相邻信标节点的实际距离和信号接收强度,动态获取周围环境的路径衰落指数,提高RSSI测距算法的环境适应能力;根据当前环境改进加权质心算法的加权因子,引入修正因子,进一步提高算法的定位精度.理论分析和仿真结果表明,该算法设计优化,适应于狭长空间环境,宽度分别为3 m、5 m、8 m、10 m,信标节点的个数为10的巷道环境中,其定位计算精度比传统加权质心算法分别提高了22.1%、19.2%、16.1%、16.5%,稳定性分别提高了23.4%、21.5%、18.1%、15.4%.     

基于Amorphous的无线传感器网络定位算法研究

无线传感器网络广泛应用于各个领域,节点位置信息起着至关重要的作用。在所有的经典定位算法中,Amorphous定位算法属于非测距算法,通过获得未知节点与信标节点之间的跳数,估算节点间距离,进而计算节点坐标。分析Amorphous定位算法的缺点并提出了对节点间跳数的修正。引用质心算法加权,提出改进的算法模型,经仿真验证:该算法可获得较为精确的定位结果。     

基于加权质心和DV-Hop混合算法WSN定位方法研究

为了提高无线传感器网络中节点定位的精确度,分析了DV-Hop(distance vector-hop,距离向量-跳段)定位算法和质心算法的优缺点,提出基于加权质心和DV-Hop混合算法,并用MATLAB进行了仿真实验.实验结果表明,在基准节点密度相同的条件下,混合算法的定位精度比DV-Hop平均提高了20%,比质心算法平均提高了15%.该混合算法在提高无线传感器节点精确度上是有效的.     

一种无线传感器网络环境自适应的定位算法*

针对基于接收信号强度指示(RSSI)的加权质心定位算法,研究了实际环境中节点的RSSI特性,利用加权多项式法在线拟合出信标节点间距离和接收信号功率的关系,从而不需要计算实际环境中信号衰减因子等参数而实现节点间测距,将估算的距离转换为合适的权值,再结合质心算法实现定位。MATLAB仿真结果表明,该算法具有更好的定位精度和更强的环境自适应性。     

基于粒子群优化的改进加权质心定位算法

针对无线传感器网络低成本、高精度的要求,在采用接收信号强度测距的基础上,提出一种基于粒子群优化的改进加权质心定位算法。该算法易于实现,可调参数少,通过多次选代寻优提高定位精度。采用锚节点之间相互测距和定位补偿测距误差和定位误差。仿真结果表明,该算法与质心算法和加权质心定位算法相比,节点定位精度得到显著提高。     

基于组合测距的无线传感器网络自定位算法

针对如何在锚节点密度较低的情况下提高无线传感器网络中节点自定位精度的问题,本文提出了一种基于RSSI和TDOA组合测距的加权质心定位算法.该算法分别对传统RSSI和TDOA测距模型增加了校验参数及温度补偿,将未知节点与锚节点间距离估计值的倒数作为权值参数,再利用加权质心算法计算出未知节点的位置坐标.硬件试验表明室内环境中基于改进RSSI测距模型的定位算法相比于传统RSSI质心定位算法的误差改进比率为56.2%,仿真结果显示基于组合测距的定位算法在锚节点密度较低时也能达到较高的定位精度.     

基于PSO-GSA优化的井下加权质心人员定位算法

针对煤矿复杂环境中,接收信号强度指示的人员定位精度较低,难以动态跟踪参数变化的问题,提出一种利用改进的引力搜索算法应用于加权质心定位中进行井下人员定位的方法。先采用对数距离路径损耗模型得到信标节点到未知节点的距离,然后通过加权质心定位算法对未知节点定位;最后利用粒子群万有引力混合算法对相关参数和估计的位置信息进行优化。实验结果表明,该方法能够增强对环境变化的自适应能力,更有效地提高定位精度。     

基于聚类分析优化的距离修正室内定位算法

基于接收信号强度RSSI的定位系统易受环境影响,提出一种基于聚类算法分析的高斯混合滤波的RSSI信号处理优化策略,通过优化接收信号强度及距离修正的四边质心定位算法对未知节点进行精确室内定位,使用蓝牙4.0信标节点进行实地实验。实验结果表明,该算法可以有效提高测距精度,改善系统的定位精度,比传统加权质心算法的定位精度提高了34.6%,且定位平均误差不超过0.5m,可满足室内定位精度要求。     

基于阈值机制与距离校正的WSN改进DV-Hop定位算法

在无线传感器网络的DV-Hop定位算法中,未知节点定位只考虑离它最近的锚节点的平均跳距,用它乘以跳数代替真实距离去进行定位,会导致较大的定位误差。针对DV-Hop算法以上的不足,本文提出了一种精度较高的基于阈值机制与距离校正的DV-Hop改进算法TMCD-DV-Hop。改进算法首先计算跳数阈值,考虑最近锚节点之外的其他锚节点在局部范围和全局范围的影响,依据阈值选择最优的校正平均跳距来估计距离,并对参与定位的单跳通信半径内的锚节点进行组合优化后,采用质心算法得到一个估计坐标,同时利用加权最小二乘法得到另一个估计坐标,最后以两个估计坐标的算术平均值作为未知节点的定位坐标。仿真实验表明,在同等网络环境中,改进后的TMCD-DV-Hop算法较DV-Hop算法更能有效地降低定位误差,提高定位精度。     

Four-mobile-beacon assisted localization in three-dimensional wireless sensor networks

Localization is one of key technologies of wireless sensor networks, and the mobile beacon assisted localization method is promising. For the three-dimensional sensor networks, this paper proposes a four-mobile-beacon assisted weighted centroid localization method. The four beacons form a regular tetrahedron while traversing the region and broadcast packets including their positions simultaneously. The ordinary sensor nodes estimate their locations using weighted centroid method. It also presents Layered-Scan trajectory of mobile beacons which consists of several parallel layers of Scan. This method can localize all the sensor nodes with appropriate parameters. Two sets of simulations are performed using Matlab to compare this method with other methods and evaluate tradeoffs between localization performance and different parameters. Simulation results show that the proposed method outperforms weighted centroid and multilateration methods using single mobile beacon.     

基于接收信号强度指示的误差自校正定位算法

节点定位是无线传感器网络应用的关键技术。为了有效抑制各种环境干扰因素对未知节点定位精度的影响,提出一种基于接收信号强度的误差自校正定位算法。该算法通过信标节点之间的测距找出校正节点,用校正节点和质心信标节点的实际位置求得测距距离和实际距离,利用校正节点的误差自校正因子替换未知节点的测距误差因子,对测距误差进行补偿,最后利用加权质心方法确定未知节点的最终位置。仿真结果表明,该算法降低了测距误差对定位的影响,提高了定位精度,具有普遍应用价值。     

DV-Hop算法定位误差和覆盖率的改进

通过分析免测距的DV-Hop算法在定位精度及覆盖率方面的不足,提出一种改进的DV-Hop定位算法。规定只有在限定跳数内的信标节点信息才能被未知节点接收,并只有通过共线性检查证明信标节点的有效性,且有效信标节点数大于等于3时才能参与定位,分别用最小均方误差准则、归一化加权和总体最小二乘法(TLS)进行定位,然后升级已定位出的未知节点为信标节点,与最初的信标节点共同来定位其他未知节点。仿真结果表明相对于传统算法及现有的一种改进算法,本改进算法的定位精度和覆盖率有明显提高。     

无线传感器网络选择性DV-Hop定位算法

针对传统的矢量跳距(DV-Hop)定位算法平均定位误差大的问题,提出了一种具有选择性的改进DV-Hop定位算法。该算法首先剔除长距离信标节点信息,更新最小跳数与平均每跳距离,再次根据信标节点的实际距离和估计距离的误差进一步修正平均每跳距离。仿真结果表明:选择性DV-Hop定位算法能有效地减小平均定位误差,适应各种网络。     

无线传感器网络中基于能量级加权的质心定位算法

针对无线传感器网络的内在特点以及传统质心定位方法的局限性,提出一种基于能量级加权的质心定位算法——PWC定位算法.它完全基于网络连通性,采用信标节点的能量级信息作为加权因子计算未知节点位置,体现了不同信标节点对质心计算结果的影响.仿真结果表明,该算法减小了平均定位误差,是一种适合大规模传感器网络应用的节点定位算法.