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%.     

基于Lévy飞行特征的蝙蝠算法及其在WSN定位中的应用

针对蝙蝠算法收敛易早熟、收敛速度慢等不足,提出一种改进的基于Lévy飞行特征自适应的蝙蝠算法。采用Lévy飞行策略取代原算法中蝙蝠飞行速度和位置的更新方式,充分利用Lévy飞行的重尾效应,有效避免局部最优值的吸引,加快了收敛速度,达到寻优能力和搜索能力的平衡。在无线传感器网络自身定位应用中,把定位问题转换为一个全局优化问题,使用改进的算法进行定位计算。通过Zigbee平台的实验表明,改进后的算法在不同空间位置的定位精度更高,收敛速度更快。算法实现条件简单、精度高,具有较高的实际工程应用价值。     

基于节点RSSI值与临界RSSI比例的跳数修正和跳距重估的DV-HOP算法

为了减少传统DV-Hop定位算法对未知节点定位时产生的较大误差,提出了一种基于节点RSSI值与临界RSSI比例跳数修正和跳距重估的DV-HOP算法。首先,采取节点RSSI值与临界RSSI比例来修正跳数,得到修正后的跳数;然后利用修正后的跳数求解跳距均衡系数对平均跳距进行穷尽三角组合加权修正,得到修正后的跳距;最后,将修正后跳距与通信半径进行比较,偏差最大和最小的跳距不参与计算,再求剩余跳距值的均值得到平均每跳距离。仿真结果表明：在相同的网络环境下,与经典的DV-Hop算法相比,文中算法仅需要节点通信芯片具有RSSI指示功能,并不需要其它额外的硬件,有效降低了定位误差;与其他DV-Hop修正算法相比,该算法同样也具有降低定位误差的优势。     

异构不规则无线传感器网络的定位算法

异构WSN节点在感知对象时由于遮蔽效应引起感测半径不规则,为了解决传播路径上的因障碍物遮挡引起的损耗,先求出传感器节点的感知半径,再利用Fuzzy集中最大最小法求出贴近度;然后选出一定数量满足实际需要的最大的前k个节点构成区域,求出该区域的质心坐标,即为定位坐标,为了降低算法复杂度,提出了近似算法,同时对该算法的定位误差进行了分析;最后与SBL算法进行了比较,实验表明,该算法在不同半径时平均定位率均高于SBL算法,并且定位精度随着样本点个数的增加而增大.     

基于M2M技术的矿区环境监测平台研究

为了有效监控矿区环境状况,预防安全事故的发生,介绍了一种基于M2M技术的矿区环境监测平台的设计方案。该平台采用M2M技术对矿区温湿度、瓦斯体积分数、土壤压力等环境数据进行监测,并采用RSSI算法实现矿区人员定位功能;采用最小二乘法对各环境监测数据进行曲线拟合处理后在上位机监控界面进行实时显示。实验结果表明,该平台运行良好,通信正常,且经拟合处理后的环境监测数据曲线更光滑,大大减小了数据误差。     

Kalman滤波在井下人员跟踪定位中的应用

针对基于RSSI定位算法在定位过程中不具备连续性问题,提出了一种基于Kalman滤波的连续性井下人员定位方法。采用Kalman滤波对基于RSSI定位算法估算出的井下人员位置坐标进行滤波处理,在此坐标的基础上,建立Kalman滤波模型,利用Kalman滤波实现对井下人员的实时跟踪。实验结果表明,基于Kalman滤波的定位方法对井下人员的跟踪效果较好,提高了系统的实时性和跟踪精度。     

基于Voronoi图的无需测距的无线传感器网络节点定位算法

将Voronoi图应用于无线传感器网络定位问题中,提出了VBLS(Voronoi diagrams based localization scheme)定位算法.它首先对接收到的anchor节点的接收信号强度(RSSI)从大到小进行排序,然后利用UDG图依次计算每个anchor节点的Voronoi区域,最后将所有Voronoi区域交集的质心输出作为定位结果.通过仿真将VBLS和另外两种无需测距的定位算法(W-Centroid和Centroid)进行了比较.仿真结果表明,对于anchor节点随机摆放的情况,VBLS的定位误差比Centroid和W-Centroid分别降低了18%和13%;对于anchor节点均匀摆放的情况,VBLS的定位误差比Centroid降低了7%,比W-Centroid增加了2%.     

基于Zigbee技术的老年人防走失装置

针对当前老年人易走失的现状,以及目前市场上基于GPS定位技术构建跟踪装置的局限性,本文设计出一种采用Zigbee技术的防走失装置。通过构建无线传感器网络,在小区、疗养院等小范围活动区域内,对老年人群的相对位置进行动态监测,确定其运动范围,在其即将脱离监控范围时及时报警提示。本装置体积小、耗电少,能在复杂环境下使用。     

一种无线传感器网络定位实验系统设计与分析

建立面向无线传感器网络,应用的实验系统,对于WSN算法的研究与应用具有重要的意义.设计并建立一套用于WSN定位算法测试与分析的无线传感器网络定位实验系统,系统由硬件甲台和软件平台组成,硬件平台由Macaz节点、MIB600构成,自主开发的软件平台SNICI对数据进行处理并实时显示整个WSN的运行状态,具有一定的通用性和可扩展性.在实验系统平台上设计并完成了基于接收信号强度(Received Signal Strength Indicator,RSSI)的定位、跟踪的相关实验与研究,并测试和分析了系统性能.实验结果表明了该实验系统的可行性.实验系统的构建有利于对WSN定位算法进行测试、分析以及优化.     

基于区域划分和余弦定理的DV-Hop算法改进

针对传统距离向量-跳段定位算法(Distance Vector-Hop,DV-HOP)存在的节点密度分布不均引起误差比较大的问题,根据DV-Hop算法特性,采用余弦定理,证明节点密度越大所得定位坐标越准确,使用余弦定理减少在节点密度过大时因空间角度导致节点路径曲折过多而引起的误差,同时提出一种区域划分的改进算法,减少在节点密度较小区域的误差;利用接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)对跳数进行量化分级处理,改善实际距离与计算出的距离相差过大的情况;最后采用最小二乘法估计未知节点坐标。仿真表明,所提出的算法与传统的DV-Hop算法相比,误差有一定的减少。