WSN节点定位中移动信标路径规划的研究

在无线传感器网络的节点定位技术中,通过移动锚节点定位是比较实用的定位方法,移动锚节点定位需要考虑移动路径问题,路径规划合理有效,可以获得较高的定位精度。若将传感器节点看作图的顶点,利用解决TSP的思想结合蚁群算法来寻找一条最佳路径,通过理论分析及仿真实验可知,该方法形成的路径可以很好地覆盖整个网络,很好地适应无线传感器网络节点随机分布时的节点定位。     

面向无线传感器网络节点定位的移动锚节点路径规划

节点定位是无线传感器网络技术研究的一个基本问题,大多数无线传感器网络的应用和中间件技术都需要节点的位置信息.目前比较实用的定位方法是利用一些移动锚节点(如安装有GPS)根据有效的规划路径移动,通过发送包含其自身坐标的信息来定位其他节点,该方法不过多地增加无线传感器网络成本,还可以获得较高的定位精度.在该方法中,移动锚节点的路径规划问题是需要解决的基本问题.主要研究移动锚节点的路径规划问题,把图论引入到无线传感器网络节点定位系统.把无线传感器网络看成一个连通的节点无向图,路径规划问题转化为图的生成树及遍历问题,提出了宽度优先和回溯式贪婪算法.仿真实验和真实系统实验结果表明,该方法能够很好地适应无线传感器网络节点随机分布的节点定位,可以取得较高的定位精度.     

基于双移动锚节点的无线传感器网络定位算法

为提高无线传感器节点的定位精度，降低定位能耗，提出一种基于鲸鱼优化算法和双移动锚节点的定位算法。使用两个移动锚节点按照设计的移动路径遍历整个部署区域，使用加权质心算法估算节点大致位置，使用鲸鱼优化算法提高定位精度。仿真结果表明，提出的路径比PP-MMAN、GTURN和GSCAN等其它使用多个移动锚节点的路径更短，降低了移动锚节点的能耗；所提路径规划算法配合使用鲸鱼优化算法的定位精度较高，受通信不规则度和测距误差的影响较小。     

一种单移动锚节点的无线传感器网络定位算法

研究了无线传感器网络的节点定位算法,提出了一种利用一个移动锚节点来实现定位的新算法。该算法利用一个移动锚节点,按照规划好的路径遍历整个网络,当移动锚节点移动到未知节点的通信半径以内,未知节点就可以接收锚节点的位置信息。当未知节点接收到三个以上的处于其通信半径上的位置信息,就可以计算出未知节点的坐标。最后,通过仿真研究了该算法的特性,仿真结果表明该定位方法在定位误差、能耗等方面均表现出良好的性能。     

基于网格划分的递增式定位算法*

针对现有无线传感器网络中递增式定位算法累积误差较大、基于移动锚节点的定位能耗较高和全网定位速度较慢的问题,提出一种基于网格划分的递增式定位算法(ILBM)。算法将大规模无线传感器网络划分为若干个独立的网格,在每个网络中对移动锚节点进行路径规划,将部分已定位节点转换为静态参考节点,根据累积误差需求进行优化递增式定位。通过仿真,验证了本算法能够有效地解决累积误差和能耗问题,提高全网定位的效率。     

基于方向决策的移动锚节点动态路径规划方法

在基于移动锚节点的无线传感器网络定位过程中,移动锚节点的路径规划问题对定位性能有着重要的影响,但现有的路径规划方法没有充分考虑到网络内未知节点的密度以及分布情况,定位效率低且成本大,因此提出了一种基于方向决策的移动锚节点动态路径规划方法CWDP(Dynamic Path Planning Based on Orientation Decision-Classed Weighted).首先网络内的未知节点根据连通度阈值对自身进行分级处理,当移动锚节点进入网络区域后,根据通信范围内未知节点的反馈信息,再利用分级权重系数实时决策下一目标的移动方向.仿真结果表明,该方法有效地提高了网络内未知节点的定位覆盖率和降低了定位误差,并节约了定位成本.     

基于改进单锚节点的无线传感器网络节点定位算法

节点定位是无线传感器关键技术之一。针对固定多锚节点方法定位精度低的缺陷,为了提高无线传感器的定位精度,提出一种基于改进单锚节点的无线传感器网络节点定位算法(SFOA-SVM)。首先采用单移动锚节点在无线传感器网络中移动,构建无线传感器定位模型的学习样本,然后采用SVM构建节点定位模型,并采用渔夫捕鱼算法模拟渔夫捕鱼行为找到最优SVM参数,最后采用仿真实验测试节点的定位性能。结果表明,相对于其他定位算法,SFOA-SVM提高了无线传感器节点的定位精度,具有一定的实际应用价值。     

无线传感器网络节点定位的移动信标节点路径规划

为了进一步提高无线传感器网络节点定位精度和覆盖率,本文在采用移动信标节点来对未知节点进行定位方面,提出了信标节点向最大覆盖未定位节点方向移动的路径规划算法,解决了信标节点的移动路径规划问题.仿真实验表明,和信标节点随机方向移动算法相比,该算法具有较好的定位性能,能很好地适应大规模随机不均匀撒布节点的应用需求.     

一种基于CKF的无线传感器网络分布式定位算法

为提高无线传感器网络节点定位的精度,降低算法计算复杂性,提出了一种基于容积卡尔曼滤波的无线传感器网络分布式节点定位算法。该算法假定移动锚节点按预定路径在传感区域移动,并周期性广播自身位置信标信息;每个未知位置节点首先收集多个锚节点信标信息及信号强度信息,然后估算出锚节点信标位置与未知节点的距离,最后在未知节点上运用容积卡尔曼滤波算法完成自身位置的分布式定位。仿真结果表明：本文所提算法具有优良的定位性能,定位精度和无迹卡尔曼滤波算法相当,明显优于极大似然估计定位算法,而计算复杂性则低于无迹卡尔曼滤波算法。     

无线传感器网络中基于移动锚节点的APIT的改进定位算法

针对APIT定位算法定位误差大,覆盖率低等缺点,提出了一种基于移动锚节点的改进的定位算法.在网络中引入移动锚节点,通过移动覆盖算法尽量使节点均匀分布,并提出了一种基于异构传感器网络的最佳节点数量的计算方法,另外引入了RSSI量化模型对APIT算法进行修正,解决了用APIT算法不能进行定位的问题.仿真结果表明,其与传统方...     

基于单个移动信标节点的路径规划方法

针对现有路径规划方法没有充分考虑到网络内未知节点的分布情况,存在定位覆盖率低且网络成本高的问题,设计了一种基于单个移动信标节点的路径规划方法。首先通过网络内未知节点的分布情况确定虚拟信标节点的位置以及数目;然后提出了一种基于高斯递减策略的非线性动态变化收敛因子改进灰狼优化算法,用于TSP求解路径规划问题,获得移动信标节点最短移动路径。仿真结果表明,该方法有效地提高了网络内未知节点的定位覆盖率,并且有效节省了网络成本。     

基于稀疏图码的物联网邻居节点发现

为了解决物联网中发现新节点的传统蜂窝随机接入方案不能适用于大规模节点的传感器网络的问题,首先基于组测试框架将邻居发现问题转换为压缩感知理论模型中的单向量测量问题,然后对测量矩阵进行精心构造,最后提出一种新颖的基于稀疏图码理论的逐步剥离恢复算法来解决物联网邻居节点发现问题。实验结果表明,该算法在低样本和时间复杂度下显著提高了大规模无线传感器网络活动邻居节点发现的有效性和准确性。     

基于虚拟力的无线传感器与执行器网络测距定位算法

针对无线传感器与执行器网络(WSAN)的传感器节点定位问题,提出了一种基于虚拟力的无线传感器与执行器网络测距定位算法,使用移动的执行器节点替代传统无线传感器网络(WSN)定位算法中的锚节点,并将虚拟力模型引入基于信号到达时间(TOA)的定位算法。该算法在利用虚拟力驱动执行器节点逼近提出定位请求的传感器节点的同时,根据信号传输时间计算节点间的距离完成节点定位。仿真结果表明,提出的定位算法使得节点定位成功率提高20%左右,平均定位时间以及定位开销均小于传统TOA算法,适用于实时性要求高、执行器节点数量较少的场合。     

一种抗干扰半静态分簇路由算法

针对无线传感器网络( WSNs)分簇路由算法中的能量洞、热点和抗干扰问题,设计一种抗干扰半静态分簇( AlSSC)路由算法,给无线传感器网络提供能量多、距离短、链路质量好的路径来传输数据.该算法利用节点定位获取节点地理位置,综合考虑传感器节点剩余能量和干扰信噪比,通过节点距离度量、节点聚簇、簇间融合、簇头选举和簇头轮换五个步骤进行无线传感器网络节点的分簇.仿真结果表明:这种路由算法可以提高无线传感器网络通信链路质量,均衡网络能量消耗.     

Efficient terrain coverage for deploying wireless sensor nodes on multi-robot system

Coverage and connectivity are the two main functionalities of wireless sensor network. Stochastic node deployment or random deployment almost always cause hole in sensing coverage and cause redundant nodes in area. In the other hand precise deployment of nodes in large area is very time consuming and even impossible in hazardous environment. One of solution for this problem is using mobile robots with concern on exploration algorithm for mobile robot. In this work an autonomous deployment method for wireless sensor nodes is proposed via multi-robot system which robots are considered as node carrier. Developing an exploration algorithm based on spanning tree is the main contribution and this exploration algorithm is performing fast localization of sensor nodes in energy efficient manner. Employing multi-robot system and path planning with spanning tree algorithm is a strategy for speeding up sensor nodes deployment. A novel improvement of this technique in deployment of nodes is having obstacle avoidance mechanism without concern on shape and size of obstacle. The results show using spanning tree exploration along with multi-robot system helps to have fast deployment behind efficiency in energy.     

WSN数据收集中移动sink的路径规划和蔟头节点选取问题的综合研究

针对较大规模的无线传感器网络通过多跳传输进行数据收集而引起的能量空洞问题,本文提出了一种基于移动sink的簇头节点数据收集算法（MSRDG）,该算法基于图论原理,在满足时延性的条件下,综合考虑了普通节点到簇头节点路由和移动sink遍历路经选取的问题,构建了一条通过的簇头节点尽可能多的移动轨迹。通过NS-2仿真软件对算法的性能进行评估,结果显示出该算法能减少数据的多跳传输,降低无线传感器网络节点的能量消耗,延长网络寿命。     

基于联合分步APIT定位算法的改进

本文研究了无线传感网络( Wireless Sensor Network,WSNs)的节点定位问题,并针对APIT由于锚节点在低密度环境下的节点误判和节点失效等问题给出了改进,在APICT定位算法的基础提出了联合分步定位算法UNION-APICT(Union Approximate Point-In-Circumcircle Test),该算法是结合连通性的测距技术,RSSI测距技术以及质心定位和APICT等技术,来联合解决对未知节点定位问题。通过仿真实验结果表明,改进后的UNION-APICT在APICT算法的基础之上平均定位误差减少了10%-25%,定位性能有了明显的提升;随着通信半径R和最大探测距离rmax的增加,定位误差也在逐渐减小,该算法较APIT和APICT定位算法在锚节点密度、节点覆盖率和定位精度上都有所提高。     

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。