一种结合功率控制的无线传感器网络区域定位算法

在无线传感器网络中,获取传感器节点的位置信息对于许多相关的应用十分重要.首先分析了现有的无线传感器网络定位算法,然后提出了一种结合功率控制的区域定位算法(ALPC),该算法将传感器节点的位置估计在一个小区域中,而不是寻找它的精确坐标,由sink节点完成复杂的计算,传感器节点无需进行大量的通信和计算,节省了能量并延长了网络的寿命;根据实测数据讨论了时空域对信号传播模型的影响,以及这种影响如何改变定位粒度;利用区域命名机制减小了网络流量负载提高了网络的可靠性;最后,通过仿真验证了算法的有效性.     

一种改进的质心定位算法

在无线传感器网络中,确定传感器节点的位置至关重要.通过对传统的质心定位算法进行分析,考虑到接收信号强度直接影响到未知节点的定位精度,提出了一种基于RSSI的改进的质心定位算法.该算法将每个未知节点的通信区域划分为6个部分,通过比较RSSI,找到对未知节点更为精确的估计区域,从而对未知节点作出更为精确的位置估计.仿真结果表明,相比于原始的质心定位算法,改进后的质心定位算法大大提高了无线传感器网络节点的定位精度.     

带有罚函数的无线传感器网络粒子群定位算法

无线传感器网络是一种没有基础设施的无线自组织网络,它在军事、环境检测和智能家居等诸多领域具有广泛的应用.在无线传感器网络的绝大多数应用中,只有当节点和被感知的物体的位置是可知的,节点获得的信息才有意义.因此,节点定位技术是无线传感器网络的关键技术之一.近年来,粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)等智能算法被用于无线传感器网络节点定位技术的研究.在粒子群优化算法定位技术研究的基础上,提出的带有罚函数的无线传感器网络粒子群定位算法(particle swarm optimization with penalty function,PSOPF)利用罚函数来加快算法的收敛速度和提高定位算法的定位精度.实验结果表明,和原有的PSO定位算法相比较,PSOPF算法具有更高的定位精度和更快的收敛速度.     

一种改进无线传感器网络定位算法的研究

针对无线传感器网络节点定位机制的研究,定位算法是无线传感器网络领域中所研究的一个基本问题.传统的定位DV-Hop算法在随机布置锚节点定位时存在定位精确度不高、覆盖率较低和能量消耗较大等缺点.为解决上述问题,对传统的定位DV-Hop算法进行了改进,改进后的算法可以减少消息发送的数量,节省了节点能量,提高了定位的精度和定位覆盖率,修正了网络平均每跳距离与求知锚节点估计坐标的区域范围,并进行仿真.仿真结果表明,改进后的算法定位精度明显优于传统定位算法,证明了改进算法的正确性和有效性.     

概率模型下线性规划优化覆盖方案

覆盖率不仅是评价无线传感器网络体系性能重要标准之一,也是无线传感器网络所研究的一项重点课题.为此,提出了一种复杂动态参数模型下优化覆盖算法,该算法通过对动态参数覆盖模型的计算,给出了传感器节点覆盖的期望值和公差的求解过程以及对所关注目标节点进行首次覆盖后的期望值证明过程.在网络能量方面,则通过节点状态调度策略对通信路径进行优化,证明节点能量衰减过程中,似然拟合函数极限存在的意义,实现了传感器节点能量的有效匹配,抑制了传感器节点能量的消耗,证明了优化后整个监测区域传感器节点覆盖函数之间关系.仿真实验表明,本算法不仅提高了覆盖和网络服务质量,而且有效地抑制了网络能量开销,延长网络生存周期.     

基于梯度优化的多维尺度节点定位算法

研究了分布式多维尺度分析技术在无线传感器网络节点定位中的应用,重点分析了其定位精度和收敛性能.根据传统的梯度优化算法,引入了最速下降算法作为目标函数的无约束优化方法.该算法采用最速下降法对节点的局部目标函数进行迭代优化.实验结果表明该优化算法比基于SMACOF算法的高斯核加权的dwMDS(G)算法在定位精度上有明显的提高, 并且算法简单,容易实现,是一种实用有效的无线传感器网络节点定位方法.     

基于遗传模拟退火算法的无线传感器网络定位算法

无线传感器网络定位问题本质上是一个基于不同的距离或路径测量方法的优化问题.第一次提出了基于遗传模拟退火算法的无线传感器网络定位算法GASA-Hop,它是将遗传模拟退火算法作为DV-Hop的后期优化.其中,DV-Hop用来估计未知节点与锚节点的测量距离,GASA用来最小化与DV-Hop相关的适应度函数.仿真结果表明,本算法定位精度高、条件简单,比较适合无线传感器网络的节点定位.     

概率模型下的一种优化覆盖算法

覆盖率不仅是评价无线传感器网络体系性能的重要标准之一,也是无线传感器网络所研究的一项重点课题.为此,提出了一种概率模型下优化覆盖算法.该算法通过对概率覆盖模型的计算,给出了传感器节点覆盖的期望值和公差的求解过程以及对所关注目标节点进行首次覆盖后的期望值证明过程.在网络能量方面则通过节点状态调度策略对通信路径进行优化,证明节点能量衰减过程中,拟合函数极限存在的意义,实现了传感器节点能量的有效匹配,抑制了传感器节点能量的消耗,证明了优化后整个监测区域传感器节点覆盖函数之间的关系.仿真实验结果表明,该算法不仅提高了覆盖和网络服务质量,而且有效地抑制了网络能量开销,延长了网络生存周期.     

基于三边定位的WSN锚节点加权补偿算法

为了有效抑制复杂环境对无线传感器网络节点定位精度的影响,以三边定位算法为基础,提出了一种锚节点加权补偿定位算法.该算法利用锚节点自身的定位功能,通过加权质心方法获得定位系统在锚节点附近的区域定位误差,并对该误差进行补偿,从而提高该区域盲节点的定位精度.实验结果显示,该算法简单有效,具有普遍应用意义.     

非均匀环境下传感器网络节点精确定位算法

传统的最大似然算法定位精度不高,不对称链路对距离矢量算法复杂度较高且节点的定位精度较低。针对传统的无线传感器节点定位算法的精度不高和计算较复杂等因素,结合二维传感网络建立了定向节点扩散机制,考虑了均方根误差与衰减系数、未知节点与定位误差之间的定量关系以及自由空间中的信号衰减,基于非均匀环境下的无线传感器网络,提出了一种节点精确定位算法。仿真结果表明,提出算法的节点定位精度要优于传统的最大似然算法和不对称链路对距离矢量算法。     

无线传感器网络人员定位算法

无线传感器网络用于人员定位给煤矿安全生产提供了有效保障。根据定位机制不同,无线传感器网络节点定位算法分为Range-based和Range-free定位算法,其中Range-based定位算法因定位精度高、误差小而在煤矿矿井中得到广泛应用。在阐述比较RSSI测距法等7种典型测距方法的基础上,分析了三边测量法等5种定位算法,指出了在选择或设计人员定位算法时应综合考虑矿井具体环境状况和特定的应用需求。     

一种基于动态跳数距离的有洞无线传感器网络定位方法

在无线传感器网络中,与距离无关的定位技术一直是一项挑战性的工作。尤其是在有洞的各向异性网络中,多}L节点之间的距离估算更是一个难点。针对有洞的无线传感器网络,提出一种新的距离无关定位方法,该方法可以较好地估算未知节点到参考节点之间的距离。其主要思想是,先佑算各信标节点对之间的平均单跳距离,然后选择平均单跳距离较大并且最短路径通过未知节点的信标节点对作为参考节点来估算未知节点的位置。新算法能够较好地滤除距离估算误差较大的信标节点作为参考节点。实验表明,新算法比以前的算法定位更准确。     

基于在线校正的无线传感器网络定位算法

准确度和精确度是无线传感器网络定位系统重要的指标。分析现有的校正技术,在基于超声波传感器和无线射频模块的到达时间差（TDOA）测距技术和多边测量定位算法的基础上,结合校正技术,提出一种基于在线校正的定位算法。改进的算法针对传感器网络在实际应用中的不均匀性布撒,充分利用密集布撒下节点定位的冗余信息,以提高密集型网络的定位精度,从而提高整个网络的定位性能。实验表明,改进的定位算法有效地减小了网络的定位误差。     

无线传感器网络中非测距混合定位算法

节点定位是无线传感器网络中的关键技术。针对质心定位算法和DV-Hop算法的不足,提出了一种非测距混合定位算法,采用DV-Hop算法得到节点之间的距离和粗略的未知节点估计坐标以作为质心定位算法的权重,经过两次加权质心定位算法得到未知节点更为精确的坐标。仿真实验结果表明：在不同情况下,该混合算法均能获得比两种原始算法更高的定位精度;与其他混合定位算法相比,计算量小,耗能更低。     

最小跳数路由无线传感器网络中的节点距离测量

无线传感器网络中的间接距离测量是一种性价比极高的距离测量方法,但目前测量精度还有待进一步提高。根据最小跳数路由无线传感器网络的行为特征,提出了一种基于最小跳数路由及其路由重复数的节点距离测量算法,与DV-hop算法相比,借助路由重复数较大地提高了距离测量精度。理论分析及仿真结果表明,该算法在节点密集分布的无线传感器网络中具有很好的效果。     

Delay characterization and performance evaluation of cluster-based WSN with different deployment distributions

Provisioning of quality of service (QoS) is the ultimate goal for any wireless sensor network (WSN). Several factors can influence this requirement such as the adopted cluster formation algorithm. Almost all WSNs are structured based on grouping the sensors nodes into clusters. Not all contemporary cluster formation and routing algorithms (e.g. LEACH) were designed to provide/sustain certain QoS requirement such as delay constraint. Another fundamental design issue is that, these algorithms were built and tested under the assumption of uniformly distributed sensor nodes. However, this assumption is not always true. In some industrial applications and due to the scope of the ongoing monitoring process, sensors are installed and condensed in certain areas, while they are widely separated in other areas. Also unlike the random deployment distributions, there are many applications that need deterministic deployment of sensors like grid distribution. In this work, we investigated and characterized the impact of sensor node deployment distributions on the performance of different flavors of LEACH routing algorithm. In particular, we studied via extensive simulation experiments how LEACH cluster formation approach affects the delay (inter and intra-cluster delay) and energy efficiency expressed in terms of packet/joule for different base station locations and data loads. In this study, we consider four deployment distributions: grid, normal, exponential and uniform. The results showed the significant impact of nodes distribution on the network energy efficiency, throughput and delay performance measures. These findings would help the architects of real time application wireless sensor networks such as secure border sensor networks to design such networks to meet its specifications effectively and fulfill their critical mission.     

无线传感器网络1点和2点连通可靠性研究

无线传感器网络集成了传感器、微机械电子和网络通讯技术,它的巨大应用前景引起了军事部门、工业界和学术界的广泛关注.它的节点不是预先安置,而是随机撒放,那么就有问题:在假定每个传感器节点通讯半径一定,一个固定区域要抛撒多少节点才能保证这些节点组织的网络基本连通?要抛撒多少节点才能保证满足2点间的连通可靠性.本文进行了大量的计算机模拟试验,采用了随机抛撒节点,然后进行连通度测试的方法,给出了节点数、通讯半径和连通关系的曲线簇.通过对曲线簇的对数变换和对变换后曲线簇的回归分析,给出了仿真区间内的单点连通和二点连通的经验公式,取得了满意的效果.给出了通过几何变换可能推广任意通讯半径的方法.本文同时给出了在仿真中的重要参数:随机抛撒均匀分布的节点的邻居节点的分布规律,抛撒后节点满足通讯半径要求建立的连接数的分布规律.这些直接指导无线传感器网络的节点个数和通讯半径选择,连通可靠性设计.     

无线传感器网络节点定位技术研究

节点定位是无线传感器网络应用的前提和基础.本文在分析WSN自身定位算法研究的基础上,对定位算法进行了分类.根据静态定位和动态定位算法的不同特点,对现有的算法进行了分析比较,并重点讨论了一些典型的动态定位算法.最后针对统一武器制导网络等空间应用领域中对网络节点定位的要求,探讨了节点的移动性和三维定位问题.     

基于无线传感器网络的防盗监测系统设计

无线传感器网络由于自身资源受限,不可能存在一种解决方案适合所有的应用.对无线传感器网络在防盗监测这一类的应用特点进行了总结,提出了在具有该类特征的应用中无线传感器网络宜采取的部署实施方案和物理层与MAC层协议、路由协议、数据采集、节点定位、数据融合、时间同步算法,并在实验环境中进行了验证.为应用特征与此类似的应用提供了解决思路.     

基于锚节点可部署性的无线传感器网络的定位算法

在实际应用中往往要求无线传感器网络提供节点位置信息,而节点定位算法的选择与很多因素有关,其中由于环境复杂程度及成本限制导致的锚节点可部署程度是很重要的客观因素之一.从锚节点可部署程度出发,提出了无线传感器网络的一种新的分类方法,系统地总结、阐述了锚节点分散部署于整个监测区域和只能部署于监测区域周围以及不能部署锚节点的3种网络可采用的代表性节点定位算法,并对3种网络的定位算法作了比较和评价.