基于虚拟力的单个移动锚节点无线传感器网络定位算法

提出一种基于单个移动锚节点的定位算法,该算法采用网格中心作为虚拟节点,与锚节点产生虚拟力,锚节点的状态受节点间虚拟力影响.锚节点的初始状态变量随机生成,在虚拟力的作用下,锚节点移动到新的位置.为有效避免发生锚节点移动的终止移动和局部死循环,在锚节点更新自身状态变量时,采用卡尔曼滤波,结合虚拟力的控制量和前一刻的状态量,形成锚节点的当前状态量.最后,分别在未知节点全定位和移动锚节点能量受限的条件下,进行了定位精度、节点能量损耗以及网络覆盖率的仿真,仿真结果表明:该定位算法有效地避免了发生锚节点移动的终止和局部死循环,同时,很大程度上提高了节点的定位精度,且网络能量消耗很低.     

面向移动节点定位的传感器网络预唤醒策略

当无线传感器网络对移动节点进行定位时,锚节点可能会因为处于休眠状态而没有响应移动节点的定位请求,从而导致定位失败.提出一种基于预唤醒机制的动态功耗控制策略P-SWIM,该策略提前通知移动节点周边的锚节点进入全勤的工作方式,而网络内其他锚节点则仍然处于低功耗的工作方式.仿真实验结果表明,移动节点定位方法采用P-SWIM相比于采用静态功耗控制策略(RIS和GAF)能够显著地提高定位性能,且P-SWIM引入的功耗也是3种策略中最低的.此外,通过大量的仿真实验,评估了调节3种策略的各项参数对移动节点定位方法性能的影响,为在实际应用中高效的部署网络提供了参考方案.     

基于虚拟节点的BP无线传感器网络定位算法

无线传感器网络中节点的准确定位是网络应用的支撑技术之一.针对网络中锚节点比例因素,提出了基于BP神经网络的次锚节点的定位算法,虚拟地增加网络中用于定位的锚节点的个数,并提出了引人虚拟节点的方法寻求较佳的次锚节点,从而提高了定位精度.该方法不依赖于节点间的距离,并利用了神经网络的并行性,因而算法简便快速,硬件结构实现简单.仿真结果证明了利用虚拟节点确定次锚节点的有效性,同时表明BP神经网络定位算法和次锚节点的引人可大大提高网络未知节点的定位精度,减少无线传感器网络的成本.     

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.     

用移动锚节点实现无线传感器网络定位

提出一个用移动锚节点实现无线传感器网络的定位方法。利用已知相交圆半径求交点坐标的原理,未知节点通过判断移动锚节点的访客名单并进行距离判断来确定未知节点的准确位置。文中对提出的两种定位方法MAP-M、MAP-M&N通过改变节点通信半径、锚节点的移动速度、移动锚节点的数量等参数与移动锚节点定位方法GC进行已定位节点数量的对比。系统模拟结果显示本文提出的方法不需增加额外的硬件,能大大改善定位节点覆盖率,而且不需要用太多的移动锚节点,成本低,但是定位误差却没有明显的改善。     

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.     

DSNs中基于虚拟力的节点部署与目标定位方案

基于分簇的分布式传感器网络的有效性在很大程度上取决于传感器部署所实现的覆盖范围。针对现有的节点部署与目标定位方案的不足,提出一种虚拟力量算法作为传感器部署策略,以便在传感器初始随机部署后提升覆盖范围。给定一定数量的传感器后,该策略通过综合利用引力和斥力来确定传感器在随机部署之后的虚拟移动路径和移动速度,从而使传感器区域覆盖最大化。同时,文中提出一种由簇头运行的概率目标定位算法。簇头只需查询少量传感器(汇报目标存在的部分传感器)即可获得详细定位信息。仿真实验结果表明,本文方案只需一次性计算即可同步确定所有传感器节点的位置,另外,概率定位算法也可显著节约目标检测和定位的能耗。     

基于移动锚节点的加权多维标度节点定位算法

针对无线传感器网络节点定位精度不足等原因,提出了一种基于移动锚节点的加权多维标度度节点定位算法,首先通过对移动锚节点的轨迹进行采样,添加虚拟锚节点,增加拓扑约束关系,将虚拟锚节点收集的信息与实际节点之间的信息构成距离矩阵,然后利用奇异值分解计算节点相异性矩阵的逼近阵,通过加权多维标度对节点进行定位.仿真实验表明:与MDS-MAP和MDS-MAP(P)算法相比,该算法具有良好的定位精度.     

基于蜂窝网格锚点的虚拟力导向节点部署算法

为满足覆盖需求,提出了一种基于蜂窝网格锚点的虚拟力导向节点再部署覆盖增强算法;算法基于传感器节点覆盖圆盘与其邻居节点覆盖圆盘的交点构成正六边形蜂窝时,有效覆盖面积最大理论,设置对随机部署的节点虚拟引力锚点作为虚拟力导向移动的目标,建立锚点对节点的虚拟引力,建立节点之间虚拟斥力来避免节点移动中的碰撞问题;完成随机播撒的节点在虚拟力的作用下的再部署,提高覆盖率,保证覆盖质量;Matlab R2012a仿真实验中,随机部署不同数量的节点,网络覆盖率均较快达到95%以上,满足覆盖需求。     

基于APIT技术的无线传感器网络目标定位算法

针对无线传感器网络的目标定位问题,提出了一种基于能量的目标定位算法.首先通过移动锚节点轨迹的采集,形成虚拟锚节点,利用三边定位确定未知节点的位置,增加锚节点的密度.采用近似三角形内点测试(APIT)算法对目标节点进行定位,并加入了加权质心因子,用锚节点对目标节点的不同影响力来确定加权因子,以提高定位精度.仿真结果表明:该算法可以有效地提高无线传感器网络目标定位的精度.     

无线传感器网络节点定位加权校正模型

为了降低定位算法本身和接收信号强度指示(RSSI)所产生的误差对定位精度的影响,在以往的定位算法(如利用高斯—马尔可夫模型定位)中加入校正机制,并将移动锚节点和固定锚节点定位技术相结合,提出了一种基于加权的校正模型和算法。仿真结果表明,采用加权校正模型有效地提高了节点定位精度,与采用高斯—马尔可夫模型定位相比较,定位精度提高了36.2%。     

无线传感器网络中一种新的分布式定位方案研究

Node localization in wireless sensor networks (WSN) is treated as a functional dual of target tracking from a novel perspective in the paper. Different from the traditional tracking problem in WSN, using the static location-ware node to estimate the moving target, the mobile node is used to help unknown nodes to accurately discover their positions. A new node localization scheme virtual beacons-energy ratios localization (VB-ERL) and its refinements for the WSN are presented. In the scheme, the mobile node moves in the surveillant field based on the Gauss-Markov mobility model and periodically broadcasts the information packets. Each static unknown node receives the virtual beacons and energy in its sensing range, and estimates its location by finding the intersection of a set of hyper-spheres. Simulation results show the proposed scheme is efficient.     

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。     

移动节点路径规划和几何限制的无线传感器网络定位算法

提出一种利用移动节点的无需测距的无线传感器网络定位算法.该算法中,移动节点以垂直路径两次穿过未知节点通信半径范围,从而获得通信区域边界附近多个航标位置;航标点连线的中垂线形成几何限制区域,该区域中心即为未知节点的估计位置.与其它基于几何限制区域的算法相比,本算法计算复杂度低、定位精度高.仿真实验结果显示本算法相比于其它算法,定位精度提高10％～40％不等.     

一种基于约束策略的无线传感器网络定位算法*

节点定位技术是无线传感器网络的关键支撑技术之一,对于无线传感器网络的基本理论方法和应用研究都具有重要意义。在深入研究分析距离无关定位算法的基础上,提出了基于约束策略的无线传感器网络定位算法。该算法无须测距,采用跳数估计节点间距离,并针对未知节点到锚节点距离计算中的不足,对锚节点的平均每跳距离作了修正;在估计未知节点坐标时,根据该未知节点通信范围内的锚节点对其所在位置进行约束。仿真结果表明,该算法具有较好的性能,比已有算法的定位精度有所提高。     

基于移动锚节点与多级通信的三维传感器网络节点自定位算法研究

在基于移动锚节点的三维传感器网络节点自定位算法SNLSFA(Sensor Node Localization Scheme based on Flying Anchors)的基础上,提出了一种新的基于移动锚节点与多级通信的三维传感器网络节点自定位算法SNLSFAMC(Sensor Node Localization Scheme based on Flying Anchors and Multi-level Communication)。首先由移动锚节点提供3个或4个辅助定位点,再由辅助定位点得到两条非平行线段,然后过线段中点分别做垂直于线段的平面,经两平面相交后得到一条经过待定位节点的直线,最后利用辅助定位点与待定位节点之间的距离作为通信半径即可得到待定位节点的位置。仿真结果表明,与SNLSFA相比,在相同锚节点数量下,SNLSFAMC提高了定位精度,且在相同定位精度下,SNLSFAMC降低了对锚节点数量的需求,提高了算法的响应时间。     

引入虚拟节点的无线传感器网络ELM定位算法

基于大部分距离无关算法能以改善锚节点比例提高无线传感器网络定位精度,提出了一种引入虚拟节点的无线传感器网络极限学习机(ELM)定位算法.通过引入的虚拟节点,寻找合适的未知节点升级为次锚节点,以增加锚节点比例,提高了定位精度.将ELM应用于节点定位,有效提高了定位的速度和精度,并因其强大的泛化性能,为无线传感器网络节点定位提供了新的思路.仿真结果表明:引入ELM定位算法和虚拟节点,有效提高了定位精度.     

基于移动锚节点的改进DV-Hop算法

DV-Hop是一种典型的无须测距的定位算法,针对该算法在定位过程中存在的定位精度不高的问题,提出了一种基于移动锚节点的改进算法。利用锚节点的移动形成多个虚拟锚节点,有效减少了锚节点的使用数量;并在原算法基础上,修正平均跳距,使其更接近真实值。仿真结果表明:改进算法定位误差比传统DV-Hop算法平均降低了约 30%,大大提高了定位精度。     

水下传感器网络移动节点定位问题研究

针对水下传感网中研究较少的移动节点定位问题,基于传统定位中常用的Chan算法,提出了一种改进的M-Chan算法。该算法通过曲线拟合进行运动轨迹预测,并利用节点的移动特性修正估计位置,从而提高了水下移动节点的定位精度。仿真结果表明,在不同的移动速度、通信半径、锚节点密度情况下,改进算法与传统的Chan算法相比,精度提高5%～10%。