无线传感器网络中多日冕分割定位算法的设计

无线传感器网络中结点定位一直是研究热点。本文提出了一种新的基于多日冕分割的定位技术来计算节点的位置。我们利用跳数形成的日冕来划分传感器网络,并将非锚节点锁定在一个日冕层中,当多个锚节点的日冕相交时,重叠相交区域被认定为非锚节点可能所在的位置。随着锚节点数量的增加,更多的日冕层将逐渐缩小至交叉点区域来进行结点定位。仿真结果表明,本算法在较少的锚节点情况下就可以达到较高的定位精度。本文还设计了一种快速计算相交区域的算法,在很大程度上减少了计算量,便于在传感器节点中应用。最后,我们将多日冕分割定位算法与LSVM、DV-Hop和CAB进行了比较,实验结果表明多日冕分割定位算法的定位精度明显优于LSVM和DV-Hop,在噪声环境下也优于CAB。     

无线传感器网络中APIT-HR定位算法

针对无线传感器网络(WSNs)中近似四面体内点(APIT)质心定位算法计算复杂度高、定位精度差的问题,提出一种基于RSSI值折半的APIT (APIT-HR)质心定位算法.该算法以未知节点与三角形中的两个锚节点同时感知第三个锚节点的RSSI值进行比较并确定未知节点的存在区域,再以该区域质心作为定位结果.以面积规则和圆交域质心法改善APIT算法中存在的一些缺陷.仿真实验表明:相对于原始的APIT质心定位算法,APIT-HR算法降低了计算复杂度,提高了定位覆盖率和定位精度,定位误差缩小了22.8％.     

无线传感器网络中DV-Hop定位算法的改进

针对传统的DV-Hop定位算法在定位过程中,存在锚节点与未知节点之间的平均跳距估计的不足以及定位过程中出现的未知节点坐标超出既定区域的情况,提出一种改进的DV-Hop(Distance Vector-Hop)定位算法。在改进算法中,对平均跳距进行补偿,并对超出定位区域的未知节点的坐标进行重新修正。仿真结果表明,改进后的DV-Hop算法能够更准确地对平均跳距进行估计,有效降低了未知节点的定位误差。     

基于锚球交域重心的WSN三维定位算法研究

针对无线传感器网络在三维空间应用场景,基于Bounding Cube算法,提出一种基于锚球交域重心的无线传感器网络三维定位算法,通过求解相交球区域重心,确定未知节点可能的定位坐标位置。算法通过降维处理,简化了计算的复杂度。仿真结果表明,在10 m×10 m×10 m的区域内随机部署1 000个传感器节点,锚节点比例由4%增加到10%的过程中,算法的定位精度比Bounding Cube算法平均提升了48.93%,仅需40个锚节点,就能将定位误差降低到31.96%。     

基于虚拟力移动锚节点的3D-DVHop-ACR定位算法

针对传统以及各种经改进的3D-DVHop算法对未知节点定位误差较大,且未对定位成本进行实质性降低的问题,提出一种基于虚拟力移动锚节点的3D-DVHop-ACR定位算法.该算法引入虚拟力移动锚节点,在降低定位成本的同时可使锚节点移动路径遍历整个网络空间且不会进入网络空洞区域;通过RSSI值辅助测距与三维跳距加权修正节点间跳数和跳距,利用所有锚节点定位误差修正各未知节点估计坐标;同时,结合最大似然估计法对邻居节点数不小于3的节点继续精化,以进一步降低定位误差.     

基于锚节点分布特性的跳距修正的DV-Hop定位算法

多数DV-HOP定位算法没有考虑锚节点分布的不均匀对定位精度的影响.为此,提出一种新的跳距修正的DV-HOP定位算法(Hop-distance-Corrected DV-HOP,HDCD).基于锚节点的分布特性,HDCD算法通过全局锚节点信息对跳距进行修正.并考虑未知节点局部锚节点对定位精度的影响,对未知节点的测距进行修正,降低测距误差.最后,利用最小二乘法估计未知节点的位置.仿真结果表明,相比于传统的DV-HOP算法,HDCD算法降低定位误差.在锚节点分布不均匀的环境下,HDCD算法仍能够获取较高的定位精度.     

基于最优跳距处理策略的无线传感器网络智能定位算法

针对传统DV-Hop算法存在较大定位误差及忽略锚节点自身误差的问题,提出了一种基于最优跳距处理策略(PSOHD)的智能定位算法。该策略充分考虑了网络拓扑结构和锚节点自身误差对定位精度的影响,首先对锚节点引入两个通信半径,并分别统计每个锚节点通信半径范围内的节点数;然后采用加权最小二乘估计修正锚节点间的平均跳距;最后对用于未知节点位置估计的平均跳距进行筛选并加权处理。另外在定位阶段引入了粒子群优化(PSO)算法对未知节点进行定位。仿真结果表明,在适当增加节点能量消耗的条件下,改进算法的定位精度有明显改善,是一种可行的无线传感器网络(WSN)节点定位的解决方案。     

一种基于次锚节点的无线传感器网络质心定位算法

质心定位算法是无线传感器网络无需测距定位的一种典型算法。针对其定位精度和覆盖率的不足,对质心定位算法进行改进,提出一种新的WCSA算法。在三角形测试原理(PIT)的基础上,优化选择锚节点,利用三角形质心的特性,对不同的锚节点赋予权值,体现不同锚节点对定位的影响,修正定位结果,提高定位的精度;针对网络中的边缘节点和不可定位节点,采用特征计数的方式引入次锚节点进行二次定位,在降低应用成本的同时能有效地提高定位覆盖率。仿真实验表明,新的算法相比于质心算法,有效提高了定位精度,具有一般的适用性。     

无线可充能传感器网络的锚点算法与移动设备调度研究

由于传感器的电池容量和存储容量有限,导致无法持续对传感器进行能量补充并收集传感器生成的感测数据。针对该问题,研究了周期性能量补充和数据收集问题,提出了一种用于充能和数据收集的方法,包括基于网格的算法(GBA)、基于支配集的算法(DSBA)和基于圆相交的算法(CIBA)。通过这三种方法或两两相结合的方法找到锚点集合,通过移动设备调度算法调度最小数量的移动设备来访问生成的锚点。仿真结果验证了所提方法的有效性。与联合能量数据采集(JEDA)算法、最小覆盖圆(SEC)算法相比,所提CIBA需要的移动设备数量最少,总移动距离也最短,具有良好的综合性能。     

基于LQI和RSSI改进的DV-Hop定位算法

首先介绍了无线传感器网络DV-Hop定位算法,针对该算法存在的一些不足进行了改进.然后引入LQI(Link Quality)和RSSI(Receive Single Strength)两种技术.接着,根据LQI与PRR(Packet Receive Rate)近似成线性变化的理论,对DV-Hop定位算法中获取的跳数信息进行重新确定,并且对6-4锚节点单跳通信的节点,利用RSSI模型修正节点到锚节点的距离.实验证明,改进后的定位算法提高了定位精度.     

基于RSSI的无线传感器网络圆环质心定位算法

针对无线传感器网络质心算法受节点分布均匀程度的影响, 少数锚节点增大定位误差, 提出了一种圆环质心算法. 该算法以未知节点为圆心, 将未知节点通信区域划分成半径由大到小的圆环, 通过圆环剔除容易增大定位误差的锚节点, 筛选出合适的锚节点, 并在圆环上寻找近似等边三角形来进一步减小定位误差. 同时提出了利用RSSI值来形成圆环的方法. 仿真结果表明, 在100m×100m的区域中, 随机投放100个节点, 通信半径为20m, 锚节点数为20时, 圆环质心算法与质心算法相比, 定位精度提高了11%.     

非合作信标条件下水下无线传感网可靠定位技术

传统假设水下无线传感器网络的传感器节点和信标节点都是合作的,但是在军事应用等特殊场合下,某些节点容易被敌方捕获或入侵,因而水下无线传感网络中有时会存在一些非合作的恶意节点。针对存在若干非合作信标的水下无线传感器网络定位应用,提出了一种非合作信标节点约束下水下无线传器网的可靠节点定位算法。本文算法利用一跳邻居范围内信标节点独自投票机制实现对非合作信标的判决与剔除,从而减少由于存在非合作信标节点对定位误差的影响,同时也分析了不同比例非合作信标下的定位误差界限。仿真结果验证了本文提出的算法相比传统定位算法,在平均定位精度和定位覆盖率等方面都有所提高。     

基于次锚节点的无线传感器网络改进加权质心定位算法

针对加权质心定位算法（ WCLA）对锚节点数量要求较高和定位精度较低的缺陷,提出一种基于次锚节点的改进加权质心定位算法（ IWCLA-SAN）。该算法在加权因子中引入修正系数,以提高定位精度;同时,将基于粒子群优化（ PSO）的定位算法的未知节点升级为次锚节点,在锚节点数量有限的情况下,以提高定位精度和定位覆盖率。仿真结果表明：该算法能有效提高定位精度和定位覆盖率。     

改进的距离重构三维定位算法

针对三维定位算法中节点坐标转换精度低的问题,在距离重构多维定位算法DR-MDS的基础上,提出了改进的距离重构三维定位算法。该算法在距离重构和MDS-MPA算法的思想下,采用优化的最小均方根偏差几何中心修正算法RMSDGCC(Root Mean Square Deviation-Geometric Center Correction),先计算出坐标转换矩阵,然后利用锚节点的几何中心对所有节点进行修正,实现节点从相对坐标向绝对坐标较高精度的转换。算法可以实现有效的坐标转换,获得较好的定位效果。实验结果显示,与原多维定位算法相比,在不引入测距误差的情况下,改进算法在测距半径为15 m时定位精度提高14%,定位误差缩小至0.63 m,测距半径为35 m时,定位精度提高87%,定位误差几乎为0。该改进算法在三维空间中有更高的节点定位精度。     

基于DV-Hop定位算法的改进研究

在无线传感器网络DV-Hop定位算法中,网络平均跳距离的估算是决定定位精度的重要因素之一。传统的DV-Hop定位算法只考虑了最近一个锚节点佑计的平均跳距,从而导致定位误差较大。为了提高节点定位精度,在原算法基础上提出了一种改进算法,考虑使用多个锚节点佑算的平均跳距离并且采用加权平均跳距代替传统算法中的平均跳距。仿真实验结果表明,在相同的网络环境下,改进后的算法能有效地减少跳距计算带来的定位误差,提高定位精度。     

无线传感器网络节点分布与定位性能之间的关系分析

无线传感器网络中锚节点分布情况在很大程度上影响未知节点定位的精度,但目前对均匀性的分析相对较少,针对这一问题,对锚节点分布与无线传感器网络定位算法性能之间的关系进行全面分析。首先提出了锚节点均匀分布的相关概念,并设计建立了相应的网络系统模型,然后对质心算法、DV-Hop算法、最小包容圆算法性能与锚节点分布之间的关系进行了仿真实验。结果表明：锚节点的分布情况对所有定位算法均有影响,其中质心算法对锚节点均匀性最敏感,DV-Hop算法次之,最小包容圆算法对锚节点均匀性最不敏感,分析结果对无线传感网络实际应用具有指导意义。     

基于WSN路由节点度模型的楼宇走廊定位算法

针对现有的无线传感器网络(WSN)定位方法应用于结构复杂的楼宇走廊时,存在定位精度较低的问题,提出一种基于WSN路由节点度模型的楼宇走廊定位算法.该算法在路由节点度模型的基础上,先采用基于支持向量回归(SVR)的方法,用少量锚节点定位普通路由节点,达到间接增加锚节点覆盖率的目的;然后采用基于中垂线分割的方法定位随机分布在区域内的未知节点和移动终端.仿真表明:与传统SVR定位算法和核岭回归定位算法相比,所提出的算法精度提高了定位精度,满足室内定位精度要求(1 m~3 m),且降低了对锚节点数量的需求,可运用于楼宇走廊WSN定位.     

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.     

面向智慧农业的无线传感器路由协议和节点定位算法研究

随着人类社会的的进步,物联网技术,云计算,区块链,大数据等先进的技术给人类社会的各个方面带来了翻天复地的改变,为了实现农业生产状态的智慧化,无人化管理,基于无线传感器网络技术的农业无线监控系统研究将从无线监控系统的路由协议算法和节点定位算法两方面进行探讨研究。在路由协议算法方面提出了基于划分四边形网格分簇的拓扑控制算法,并从网络拓扑结构,节点死亡、能量消耗三方面和LEACH算法进行对比,从仿真结果可以看出,基于划分四边形网络分簇的算法比LEACH算法性能更优。节点定位算法方面提出基于临时锚节点逐步定位算法,对节点定位算法从不同节点的邻居节点图和节点误差两方面做对比,仿真对比的结果表明农田面积为1000m*1000m,锚节点为50,传感器的数量为200时,网络连通性最大,节点定位误差最小,构建的无线监控系统适合于农田,温室大棚等农业应用。     

Grid-Scan定位算法的虚拟锚节点策略改进

针对无线传感器网络中Grid-Scan算法定位精度较低的问题,提出了一种基于虚拟锚节点策略的Grid-Scan定位算法。具体做了三个方面的工作：对未知节点设置可定位阈值,邻居锚节点数大于可定位阈值的未知节点使用Grid-Scan算法进行定位,定位后的节点升级为虚拟锚节点;邻居锚节点数小于可定位阈值的未知节点利用极大似然法完成定位,定位后的节点升级为虚拟锚节点;锚节点及虚拟锚节点共同参与对剩余未知节点的定位。仿真结果表明,改进算法在不同锚节点密度、不同通信半径和不同栅格大小的网络中以及通过不规则传播模型后都具有较好的定位精度。