一种改进的煤矿井下无线传感器网络定位算法

针对煤矿井下巷道狭长,传感器节点分布不均匀,环境恶劣,井下人员定位不明确。传统算法定位精度不高。为此,提出一种改进DV-Hop的煤矿井下节点定位方法,利用无线信号同种介质中传播速度不变性,并利用节点间数据包传送时间对未知节点的估计距离进行修正。实验结果表明,改进算法有效地提高了无线传感器网络节点的定位精度,减少了定位误差,更加适合于类似于煤矿井下场景的定位需求。     

无线传感器网络中基于RSSI算法的优化

研究表现煤矿井下巷道狭长、信号多径效应明显、通信条件差,井下无线传感器节点定位对环境敏感,导致节点定位误差较大.基于传统的RSSI算法基础上,提出一种给出衰减校正因子的三边加权质心定位算法.算法通过对RSSI衰减测量值补偿校正,近似接近节点间实际真实值;取任意的三点的校正距离算出未知节点的估计值后,求估计值的加权质心坐标为节点估计坐标.仿真结果表明,在相同的实验环境下,该改进的算法比传统的RSSI算法有更小的定位误差,提高算法对环境的适应性和定位精度,为井下无线传感器网络节点定位提供了依据.     

传感器网络节点定位算法在煤矿安全中的应用

研究煤矿井下安全问题,对井下人员进行定位跟踪,提高煤矿安全生产水平,应建立安全监测系统.针对煤矿井下巷道狭长,无线通信条件差,信号多径效应明显,在传统的监测中,无线传感器节点定位算法对井下环境敏感,导致节点定位误差较大.为了提高定位的精度,提出了一种基于RSSI的质心无线传感器定位算法.算法通过对无线电信号传播路径损耗模型的分析,利用锚定节点与待定位节点间的RSSI值确定质心的权值,从而提高算法对环境的适应性和定位精度.仿真结果表明,在相同的实验环境下,算法定位精度优于传统无线传感器节点定位算法,能够满足井下人员定位准确性,为煤矿安全生产监测系统设计提供了依据.     

一种改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法在煤矿井下漏电事故中的应用

煤矿井下输电线路的实时监测中,漏电故障定位是供电系统保护的重要研究课题。针对井下无线传感器网络定位算法存在不准确的问题,提出了一种改进DV-Hop节点定位算法。首先通过计算锚节点组成的三角形面积,排除面积极小的锚节点组,避免锚节点近似共线的情况,完成了锚节点的优选方案;此外在粒子群算法的基础上结合遗传算法和混沌理论,提出了一种遗传混沌粒子群优化算法;最后利用改进的粒子群算法对DV-Hop算法定位得到的节点位置进行校正。经过仿真实验表明在相同的网络环境下,与传统DV-Hop算法相比,改进算法能够更有效地提高定位精度,从而更加准确地监测到煤矿井下漏电事故位置。     

一种自适应煤矿井下环境的加权质心节点定位算法

为提高煤矿井下无线传感器网络节点定位精度,提出了一种自适应煤矿井下工况环境的加权质心节点定位算法;在信标节点双链式部署结构的基础上,首先利用未知节点周围RSSI信号强度最大的信标节点之间的位置信息和信标节点的平均RSSI值自适应地估计环境参数,再应用无线信号强度衰减模型计算未知节点到信标节点的距离,最后采用加权质心定位算法的平均值确定最终的节点位置坐标;仿真实验结果表明,所提出方法的平均定位误差为0.94m,有效降低了环境因素及RSSI的随机性对定位精度的影响,可用于煤矿井下无线传感器网络节点实时定位系统中。     

煤矿井下无线传感器网络节点三维定位算法

现有煤矿无线传感器网络节点定位存在定位精度差、功耗高等问题,提出一种基于信标节点规则部署的煤矿井下无线传感器网络节点三维定位算法,根据井下巷道特征成对部署信标节点,在定位估算时先将信标节点投影到与未知节点同一高度的水平面,再利用三边测量法进行平面定位,然后结合未知节点与信标节点的高度差即可实现三维定位。理论分析和仿真结果表明,该算法具有计算量小、通信量小、定位精度较高以及稳定性较好等特点。     

狭长直隧道环境中WSN的RSSI加权质心定位算法

采用无线传感器网络技术对井下人员和车辆进行准确定位是矿井作业安全保障的重要技术手段,但因井下巷道的空间半封闭特征和无线信号在巷道内传输的多径衰落等原因,使得传统平面和三维定位算法不能完全适用于井下巷道中的移动节点定位。针对这一问题,提出了一种改进的基于RSSI加权质心定位算法,该算法在巷道内节点分布模型的基础上,充分考虑巷道内无线传感器网络节点的异构性和移动性,将异构节点最大通信半径引入到权值的分配上,修正了权值。仿真实验表明,与普通的加权质心算法相比,提高了定位精度,且更适用于井下巷道、公路与铁路隧道。     

动态节点质心定位改进算法

为降低无线传感器网络的定位误差,提高动态节点的定位精度和定位覆盖度,使节点定位能够应用于动态环境下,基于传统的定位算法,提出了一种新的动态节点定位改进算法。该算法通过未知节点接收、保存的分组信息来循环组成虚拟三角形,同时依靠内点测试方法来判断未知节点自身位置,最后根据质心算法来进行最终定位。将仿真结果与传统算法进行比较,结果表明,改进算法可以大大提高无线传感器网络的定位精度和覆盖度。     

基于锚节点选择的无线传感器网络定位算法

针对无线传感器网络定位系统中节点随机分布及锚节点数量有限而影响定位性能.在传统的DV-Hop定位算法基础上提出并分析一种基于锚节点选择的无线传感器网络定位改进算法.首先,根据距离矢量路由技术获得节点到锚节点间的距离.然后,选取合适锚节点进行初始位置估计,并进行位置优化.最后,将其升级为锚节点从而提高锚节点密度.仿真结果表明该算法与传统的DV-Hop定位算法相比定位精度有很好的改善,具有一定的可用性.     

一种改进的分布递阶无线传感器网络信息融合算法

信息融合技术是一个多学科高度集成的热点研究领域,目前针对煤矿井下环境监测系统的安全隐患问题,提出了一种基于无线传感器网络的分布递阶卡尔曼滤波信息融合算法,其中下层源节点采用改进卡尔曼滤波算法,上层汇聚节点采用方差自适应的加权信息融合算法,该算法能有效降低无线传感器网络能耗和网络信息冲突,实现信号重构.仿真结果表明,该算法具有很高的可靠性和信息融合精度,有较好的工程实用价值.     

基于帝国主义竞争算法的WSNs定位方案

遗传算法(GA)在无线传感器网络(WSNs)定位时存在收敛速度慢、精度低等弊端,针对以上问题,提出了一种利用帝国主义竞争算法(ICA)优化WSNs定位的方案。首先,使用了采样的方法来估计未知节点的初始位置;其次,依靠信标节点和相邻节点的相关信息建立了以最小化全局误差的三维空间的数学定位模型;最后,使用了最新的社会启发算法—ICA来进行定位优化。实验结果表明:与GA定位相比,ICA在WSNs定位上具有定位精度高、收敛迅速的优势。     

一种基于地理位置的无线传感器网络分簇路由算法

针对大规模无线传感器网络,提出了一种基于地理位置的双基站分簇路由算法。该算法在网络覆盖区域边缘设置两个基站,按照地理位置将区域划分为若干均匀分布网格。每个网格根据节点剩余能量和到网格内其它节点平均距离远近选择簇头。通过仿真分析,证明该算法能减少网络能耗,延长网络生存时间。     

基于测距的无线传感器网络定位系统

主要研究了无线传感器网络(WSN)的定位算法,结合N-hop Multilateration定位算法,针对CrossBox公司的无线传感器网络节点开发了一个小型定位系统,在实现过程中结合TinyOS系统提供的底层组件对原算法进行了一些改进,最后实物实验表明所设计的定位系统的可行性。     

三维无线传感器网络中DV_Hop定位算法的改进

在三维无线传感器网络中,采用非测距定位方法 DV_Hop时,由于三维空间中节点分布复杂,测距误差增大,定位准确度迅速降低,为了提升它的准确度,提出一种改进的DV_Hop定位方法,使用最小均方差估计未知节点与已知节点之间的距离,定位结果用粒子群算法优化,以距离误差因子加权均方误差作目标函数,采用凹函数递减策略,提前进入局部搜索,提高定位准确度。仿真结果表明,相同条件下,改进的DV_Hop算法定位准确度要优于传统DV_Hop算法。     

无线传感器网络煤矿井下RSSI自适应定位算法

通过对无线信号传播模型进行有效分析,发现路径衰减指数取值的固定性是导致测距误差的主要原因之一。在传统接收信号强度指示(RSSI)定位算法基础上,结合煤矿井下巷道环境特征,提出一种自适应RSSI三角质心定位算法,算法通过动态计算信标节点到盲节点的路径损耗指数,从而提高了测距算法对环境的适应性,算法结合巷道环境特征和信标节点到盲节点的距离公式,对两圆相交的情况进行讨论,最终计算出盲节点的有效坐标。仿真实验表明:巷道宽度在一定范围内(5~15 m),定位误差平均值均小于0.5 m,定位误差小于1 m的概率均高达90%以上,具有较高的定位精度。     

无线传感器网络高精度硬件时钟同步方法

为实现无线传感器网络高精度的时间同步功能,提出一种基于Zigbee技术的硬件时钟同步方法。采用跨层思想提取接收信号强度指示值信号作为同步触发信号,设计复杂可编程逻辑器件的硬件电路时钟模块实现计时,并配合软件算法完成整个网络的时间同步,在保证低能耗和复杂度的基础上,提高时间同步精度。对同步精度进行理论研究和测试分析,结果表明,该方法可使系统节点间达到10μs级的时钟同步精度,满足多数无线传感器网络要求。     

基于WSNs的设施农业环境远程监控系统设计

针对现有设施农业环境远程监控系统的不足,对其监控方案进行改进,将无线传感器网络和嵌入式技术相结合,设计了基于CC2530的传感器节点软硬件结构和基于S3C2440的嵌入式设备的软硬件结构。设计了基于改进蚁群算法的路由协议。实现了对监测区域的环境信息的实时、可靠地采集和传输。实验结果表明：该系统在实现传统监控功能的基础上能够提供给用户更直观的信息显示、具有移动监控的功能、系统的成本低并且网络能耗负载均衡。     

混合遗传算法在WSNs定位中的应用

定位是无线传感器网络(WSNs)的应用支撑,针对用最小二乘法处理DV—Hop算法第三阶段误差过大、定位精度差的问题,提出了遗传算法(GA)+单纯形法的混合GA后期优化处理DV—Hop算法。其中,DV—Hop定位算法第一,二阶段用跳距估计出信标节点与未知节点间的距离,再用GA(建立了代价函数与惩罚函数结合的适应度函数)与单纯形法(作为遗传算子增加了算法的局部搜索能力)结合的混合GA采用保优原则优化未知节点的坐标。通过仿真可知:该算法的定位精度高、网络覆盖率大,适合WSNs的定位。     

一种ZigBee无线传感器网络拓扑发现算法

ZigBee无线传感器网络(WSN)不同于有线网络,由于无法直接观察到其网络结构和设备部署情况,因此不利于对ZigBee WSN进行管理和控制。为解决该问题,提出一种针对ZigBee WSN的拓扑发现算法(ZigBeeTopo),确定网络中的活跃节点以及节点之间的相互关系,设计WSN拓扑管理模块,实现ZigBee网络拓扑的可视化。测试结果表明,该算法能正确发现多种WSN拓扑。