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。     

水声传感器网络节点定位技术综述

在水声传感器网络的应用中,只有当传感器节点的位置已知,获得的信息才具有意义.因此,节点定位技术是水声传感器网络研究的一个重点和热点.首先分析了在水声环境中的传感器网络节点定位技术的特点;在此基础上分类介绍了距离无关定位算法和距离相关定位算法,其中重点阐述和分析了距离相关算法的测距技术、基于固定锚节点算法和基于移动锚节点算法;最后总结并展望了水声传感器网络节点定位技术的发展与研究方向.     

基于误差修正的DV-Hop传感器节点定位算法

传统的DV-Hop传感节点定位算法,估计未知节点与各锚节点之间距离是用跳段距离代替直线距离.在实际网络定位环境中,未知节点和锚节点之间多数是折线连接.当平均每跳距离的估计值与实际值的偏差较大时,未知节点到锚节点之间估计距离与实际距离之间的误差会增大.为解决上述问题,提出一种粒子群优化算法修正DV-Hop算法定位误差的传感器节点定位方法.采用DV-Hop算法估计待测节点和锚节点之间距离,通过三边测量法确定节点的位置,并将传感器节点定位问题转换成一个多约束优化问题,最后通过粒子群优化算法对定位误差进行修正,并通过仿真对其性能进行测试.仿真结果表明,相对传统DV-Hop算法可大幅度提高传感器节点定位精度,符合无线传感器网络定位需求,具有较好的应用价值.     

一种改进的免测距节点定位算法研究

为了更好地解决无线传感器网络中节点定位精度和复杂测距技术之间的矛盾,在分析现有免测距定位算法的基础上,提出了一种免测距的节点定位改进算法。对传统DV-HOP算法进行了三方面的改进：利用未知节点到锚节点的距离及节点通信半径为约束条件构造似然函数,确定未知节点分布的可能区域;依据未知节点到各邻居锚点的跳数对它估计的平均每跳距离进行加权处理,然后用各邻居锚节点加权处理后的平均点的平均每跳距离,最后通过最小均方误差准则优化这一估计值;当未知节点获得与其3个或3个以上邻居锚节点的距离后,首先运用进行三边测量法进行自身定位,其后升级为锚节点,向网络中传播自己的位置信息。参与下一个未知节点的定位过程中,实现了传统DV—HOD算法的改进。仿真结果表明了该节点定位算法的有效性。     

一种距离无关的无线传感器网络定位算法

通过分析和仿真,指出距离无关的无线传感器网络定位算法DV-Hop在节点分布密度不均匀的网络中的局限性.由此,提出一种新的定位算法.该算法中,各节点感知周边的节点密度,基于此对周边锚节点分区,利用相同区域的锚节点执行定位计算.通过仿真验证,在节点分布密度不均的网络中,该算法有效地降低了未知节点的定位误差,提高了定位精度.     

一种新型的无线传感器网络三维定位算法

节点定位在无线传感器网络的应用中起着重要作用,一直备受学术界和工业界的关注.现有的大多数定位算法针对平面应用而设计,而现实应用中的无线传感器网络节点往往分布在三维空间中,研究三维空间定位更加符合实际节点的应用情况.针对目前三维空间定位算法的不足,提出了一种新型的无线传感器网络三维定位算法.该算法无需额外的硬件支持,根据未知节点通信范围内锚节点数目,建立空间向量模型进行定位;并且在估计未知节点坐标时,根据该未知节点通信范围的锚节点对其所在位置进行约束.仿真结果表明,该算法通信开销小,提高了节点定位覆盖率和定位精度.     

基于BADV-Hop的无线传感器网络节点定位方法

针对无线传感器网络（WSNs）节点的定位误差较大的问题,提出一种蝙蝠算法（BA）和DV-Hop算法融合（BADV-Hop）的定位算法.首先测量未知节点与锚节点之间的距离,然后采用DV-Hop算法初步确定未知节点的坐标,再采用BA校正DV-Hop算法的定位误差,最后在Matlab 2012平台上对算法性能进行仿真分析.实验结果表明：相对于DV-Hop算法,BADV-Hop算法提高了传感器的节点定位精度.     

基于BADV-Hop的传感器节点定位方法

针对无线传感器网络节点的定位误差较高的问题,提出蝙蝠算法校正DV-Hop算法的传感器节点定位精度提高方法(BADV-Hop);首先测量未知节点与锚节点之间的距离,然后采用DV-Hop算法初步确定未知节点的坐标,再采用蝙蝠算法校正DV-Hop算法的定位误差,最后在Matlab 2012平台上对算法性能进行仿真分析;实验结果表明,相对于DV-Hop算法,BADV-Hop算法提高了传感器的节点定位精度.     

基于平均跳距的水下传感器网络节点定位算法

在分析DV-Hop定位算法优缺点的基础上,针对其平均跳距误差大的不足,提出一种基于平均跳距的水下传感器网络节点定位算法. 该算法对平均跳距进行两次改进. 首先,锚节点利用边界锚节点和其一跳邻居的锚节点计算平均每跳距离. 其次,未知节点收到各锚节点的平均距离广播分组包,根据其到各锚节点的跳数按权重比例公式计算出最终的平均每跳距离. 仿真实验表明,经过两次改进,该算法优于传统DV-Hop定位算法,提高了定位精确度.     

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.     

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。     

分簇无线传感器网络的动态混合密钥管理策略

针对现有无线传感器网络密钥管理中计算量过大、存储空间过多和管理不够灵活的问题,在分簇结构无线传感器网络基础上,定义了数据在无线传感器网络中的通信格式以及在网络动态管理中所需的管理矩阵,混合了对称密钥管理策略中密钥产生的快捷性和公钥管理策略的安全性,实现了密钥的动态更新和网络的动态密钥管理。最后分析所提出的策略,对比现有成熟的密钥管理策略,证明了所提策略具有更好的特性。     

一种移动无线视频传感器节点的覆盖算法

在现有的无线传感器网络覆盖算法的研究中,缺乏对移动节点路径规划的研究,而针对具有视频传感器节点的网络仍使用普通传感器圆形覆盖区域的测量方法来计算覆盖面积,并不完全符合实际情况.基于这两方面的原因,本文提出了一种适用于无线视频传感器节点的最大覆盖算法,并提出一种对于视频传感器节点覆盖面积的计量方法.该算法能够使节点在保证网络连通性的前提下,达到最大的有效监测范围.此外,本文建立了相应的仿真实验模型,对该算法的有效性和覆盖面积进行了实验与分析.结果表明,本算法的节点监测面积大约为使用随机运动算法的节点监测面积的1.5倍左右,并可以保证网络的连通性.     

月球环境下无线传感器网络节点的设计

讨论了月球环境对无线传感器节点的影响;调查与分析了现有的无线传感器节点,对其中的几种著名节点作了简要介绍,并分析了它们对月球环境的适应性;介绍了月球环境下的一种无线传感器网络(WSNs)节点的结构,并从节点的角度讨论了将WSNs用于月球表面要解决的主要问题和关键技术。     

中间件在无线传感器网络节点设计中的应用

在无线传感器网络(W SNs)节点设计和应用软件开发中引入中间件技术,提出了一种基于中间件的W SNs节点软件、硬件体系结构。一定程度上简化了异构的传感器网络的应用开发,并使得不同应用实例之间实现跨网络的协同工作。     

无线传感器网络可靠性研究进展

无线传感器网络的应用越来越普及,必须提供无线传感器网络可靠性进行评估的保证。针对目前各种无线传感器网络可靠性的定义及其研究进行了分类,分别讨论了不同类别定义的无线传感器网络可靠性模型建立和进展情况。根据现有研究成果中存在的不足,对未来的研究发展提出了自己的看法。     

无线传感器网络中移动目标的定位与跟踪

对侵入无线传感器网络中的目标,提出了一种移动节点和静态节点相结合的定位与跟踪方式.静态节点可以发现侵入传感器网络中的目标,移动节点与静态节点配合进一步确定目标的具体位置.仿真实验验证表明:该方法可以减少大规模的频繁移动节点,不需要过多地对移动节点的选择和运动进行特别复杂的计算,具有较好的定位精度和鲁棒性,对多目标的定位与跟踪研究有一定的启发作用.     

可用于环境监测的无线传感器网络节点的设计

提出了一种新的可用于对环境中温度、湿度、光强数据进行监测无线传感器网络节点的设计方案。详细介绍了节点系统的硬件和软件实现,并通过实际组网测试,结果表明:节点可以广泛用于环境监测,从而验证了设计方案的可行性。     

一种无线传感器网络低功耗节点的设计

节点的功耗大小决定着整个无线传感器网络的生命周期,因此,节点的低功耗设计尤为重要;在简单介绍分析各节点设计解决方案及其特点的基础上,分析了无线传感网络系统中低功耗节点设计方案、关键芯片选择、设计及其实现,重点阐述了低功耗控制设计及其实现方法,最后,完成了不同工作条件下的节点消耗电流测量和分析;实验结果表明,提出的节点设计方案在保证低功耗特性的同时,兼具良好通信性能.