无线传感器网络环境自适应定位算法研究

节点自身定位是无线传感器网络应用的关键技术之一;针对基于接收信号强度指示(RSSI)的加权质心定位算法,研究了实际环境中节点的接收信号强度指示(RSSI)特性,考虑到RSSI测距模型中信号衰减因子等参数对测距精度的影响,根据信标节点闻距离和接收信号功率的关系利用最小二乘法在线拟合环境测距参数,从而获得适用的信号衰减模理进行测距,将估算的距离转换为权值,再结合质心算法实现定位;MATLAB仿真结果显示,文中算法比加权质心算法具有更好的环境自适应性和鲁棒性.     

无线传感器网络AMRSSI加密调制定位算法研究

RSSI定位技术在无线传感器网络实际应用中,由于环境的开放性,信号很容易受到敌方的攻击,从而使系统的定位产生错误;通过对RSSI测距定位模型进行分析,提出了基于RSSI新的加密调制定位算法AMRSSI,该定位算法计算简单、保密性强、受外界干扰小;仿真实验表明该算法较普通的基于RSSI的测距方法定位精度上有了明显的改进,适合在通信开销小、硬件要求低的传感器网络节点上应用。     

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.     

基于RSSI误差分析的无线传感器网络定位研究

提出了一种新的无线传感器网络定位算法,该定位算法主要用来有效处理无线传感器网络在实际应用地理环境中遇到的一些问题,使得算法更适应于实际应用环境。研究分析了在实际应用环境中,导致RSSI测距产生误差的两大因素,基于此提出了RSSI信号理论模型在线修正方法及使用三个网络节点来实现定位的方案,以减小RSSI误差对定位精度的影响。仿真实验结果表明,算法是有效可行的。     

基于RSSI的室内信号衰减模型的研究

根据无线传感器网络中RSSI的信号传播的特性,给出了基于RSSI的室内节点的测距模型.随着距离的增加,信号衰减越来越不明显,对测距造成的误差也越来越大,给出了室内空间附加因子路径传播模型,并与常用的阴影模型做了对比,实验结果表明,该模型有较高的精度.     

基于接收功率电平的三角质心近距离定位算法

针对无线传感器网络中近距离定位精度较低的问题,提出了一种基于接收功率电平(RPL)的免标定三角质心定位算法.该算法使用无线信号参数RPL代替传统接收信号强度指示(RSSI),应用于测距模型中,与传统三角质心定位模型相结合,从而达到降低测距误差、提高定位精度的目的.通过仿真实验,将基于RPL的三角质心定位算法与基于RSSI的三角质心定位算法进行对比,结果表明:在实验环境下,基于RPL的三角质心定位算法比基于RSSI的三角质心定位算法精度提高了59.02％,定位精度有明显提升.     

基于RSSI的测距差分修正定位算法

为了抑制RSSI误差对无线传感器节点自身定位精度的影响,以三边定位算法为基础,定义了个体差异差分系数、距离差分系数和距离差分定位方程,把离目标节点最近的信标节点作为参考节点对基于RSSI的测距进行差分修正,并将差分法和质心法相结合提出了一种测距差分修正定位算法。该定位算法无需增加额外硬件开销,容易实现,定位误差可小于2.5m,适合于处理能力和能量有限的无线传感器网络节点。     

基于T-RL衰减多墙模型的室内定位技术

在基于接收信号强度指示(RSSI)的室内无线传感器网络定位系统中,无线信号的传播方向由于墙壁的遮挡发生变化使得RSSI测量值不准确,导致信道模型建立困难,无法实现较高的定位精度。因此,提出了一种新的环境自适应路径衰减模型,在传统对数路径模型的基础上,该模型考虑了无线信号遇到墙体时产生的反射损耗和透射损耗并推导出相应的路径衰减,在定位实验中,选取3.5 m作为最佳通信距离,采用三边测量定位算法计算得到未知节点的位置坐标。实验结果表明,所提出的基于T-RL衰减多墙模型的定位精度比传统路径损耗模型提高了26.9%,室内定位效果有所提升,且有更好的环境适应性。     

基于AIUKF的WSN节点定位算法

针对无线传感器网络节点定位精度不足的问题,在无迹卡尔曼滤波( UKF)的基础上,结合迭代约束条件和自适应因子,提出了一种自适应迭代无迹卡尔曼滤波( AIUKF)算法。根据基于测距的节点定位模型,采用RSSI进行测距,以极大似然估计法进行节点初步定位,利用AIUKF算法对节点进行精确定位,并且直接以RSSI作为系统的观测量。仿真结果表明,本文提出的基于AIUKF的定位算法相比EKF和UKF算法具有更高的定位精度。     

基于RSSI与TDOA的混合测距加权定位算法

对RSSI和TDOA测距技术优缺点进行分析,提出了基于（接收信号强度指示（RSSI）和信号到达时间差（TDOA）的混合测距加权定位算法,解决无线传感器网络定位系统中单纯依靠TDOA测距造成信标节点数量不足的问题。该算法根据测距方式的精度差异对测距结果进行加权校正处理,仿真实验表明,通过选择合适的加权值可以大大降低采用RSSI测距方式对定位精度产生的不利影响。     

改进的狭长空间中加权质心定位算法

针对目前狭长空间环境中信号多路径效应明显、传感器节点定位精度不足等情况,提出了一种基于信号接收强度(RSSI)的加权质心定位算法.该算法根据狭长带状区域环境特点部署信标节点,通过相邻信标节点的实际距离和信号接收强度,动态获取周围环境的路径衰落指数,提高RSSI测距算法的环境适应能力;根据当前环境改进加权质心算法的加权因子,引入修正因子,进一步提高算法的定位精度.理论分析和仿真结果表明,该算法设计优化,适应于狭长空间环境,宽度分别为3 m、5 m、8 m、10 m,信标节点的个数为10的巷道环境中,其定位计算精度比传统加权质心算法分别提高了22.1%、19.2%、16.1%、16.5%,稳定性分别提高了23.4%、21.5%、18.1%、15.4%.     

一种基于无线传感器网络的加权阈值质心定位算法

接收信号强度指示(RSSI)是一种根据信号的损耗和距离的关系的测距定位方法,但是由于噪声、传播模型和障碍物的影响,信号的衰减关系是不一致的,距离越远精确度越低。提出一种距离倒数的加权阈值的算法,将距离较远不在阈值范围内的点舍去,对保留下的点加权精细定位。实验仿真结果验证了该算法有效性地提高了定位精度,降低了定位误差率。     

基于聚类分析优化的距离修正室内定位算法

基于接收信号强度RSSI的定位系统易受环境影响,提出一种基于聚类算法分析的高斯混合滤波的RSSI信号处理优化策略,通过优化接收信号强度及距离修正的四边质心定位算法对未知节点进行精确室内定位,使用蓝牙4.0信标节点进行实地实验。实验结果表明,该算法可以有效提高测距精度,改善系统的定位精度,比传统加权质心算法的定位精度提高了34.6%,且定位平均误差不超过0.5m,可满足室内定位精度要求。     

基于DV-Hop定位算法和RSSI测距技术的定位系统

针对 DV Hop算法在实验环境中存在的问题,加入接收信号强度指示器（RSSI）测距模块辅助定位,对算法进行改进。为了实现定位系统,首先,需要建立当前实验环境的RSSI模型;然后,应用该模型,从锚节点和非锚节点两方面分别控制DV Hop定位过程。实验证明：改进后的定位系统在增加少量计算复杂度的情况下,改善了系统的稳定性,提高了定位的精度,可以被应用到无线传感器网络中。     

全景图像拼接的网络化感知节点自主定位系统

分析网络化感知系统节点定位问题的特殊性,针对深空探测环境未知的问题,提出利用全景图像重合度来修正信号衰减模型,提高测距精度;提出一种修正的高精度节点自主定位算法来解决多移动节点协同定位问题,该算法是把切圆法引入到基于全景图片重合度的RSSI修正定位方法中。当多个感知节点定位时,根据视距近似原则选择定位锚节点来进行H-CM算法,仿真结果表明该定位方案可以有效提高感知节点的定位精度。     

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。     

基于RSSI的自适应分段曲线拟合室内定位算法

针对室内环境因素对定位结果影响较大的情况,提出了一种基于接收信号强度指示（ RSSI）的自适应分段曲线拟合定位算法来提高室内定位的精度。在对原始RSSI数据预先进行高斯滤波处理的基础上,针对环境参数利用自适应分段曲线拟合的方法建立信号传播模型,最后采用最小二乘法计算出未知节点的坐标。实验结果表明：提出的算法定位精度更高,定位结果更稳定可靠,能够适应不同的室内环境。     

基于RSSI的自适应权重定位算法

在室内环境中,由于存在多径、反射的影响,采用传统的静态权重质心定位(SWCL)方法无法得到准确的定位精度.针对这一问题,提出了一种新的基于接收信号强度指示(RSSI)的动态自适应静态权重质心定位(RSSI—DA—SWCL)算法.对RSSI测距算法优化,消除不同发射功率和其它突发干扰对测距的影响;利用锚节点和未知节点距离等信息,让锚节点自适应地获得最优的权重系数,从而提高定位精度;将RSSI—DA—SWCL算法在ZigBee平台中实现,并通过Maltab仿真和实测实验对算法进行验证.结果表明:和传统的定位算法相比,提出算法具有更优的定位精度.     

基于区间数聚类的无线传感器网络定位方法

在基于接收信号强度指示(Received signal strength indicator, RSSI) 测距的无线传感器网络(Wireless sensor network, WSN)定位方法应用过程中, 信号强度与对应通信距离的对数成线性关系的假设在实际无线通信环境下几乎不能满足, 从而导致定位误差较大. 针对此问题, 本文首先利用区间数表示方法结合实际定位环境中RSSI数据的统计信息表示RSSI的分布区域, 并采用区间数聚类方法实现距离估计, 以减小由于RSSI值不确定性引起的距离估计误差, 然后利用这些距离估计值实现基于测距的WSN定位方法. 采用三种实际通信环境下RSSI测量数据完成的定位实验结果表明, 本文提出的基于区间数聚类RSSI-通信距离(RSSI-D)估计的定位方法可有效地提高定位精度.     

基于RSSI校正的无线传感器网络定位算法

为了使接收信号强度指示（RSSI）的测量误差对节点定位精度的影响程度达到最小化,提出一种基于RSSI高斯加权校正的质心定位算法.首先通过高斯函数滤去偏差较大的RSSI值,然后再对余下的RSSI值加权计算得到优化的RSSI测量值,并利用测量到的RSSI值计算出锚节点与未知节点之间的距离,然后根据计算出的距离对锚节点坐标加权,并通过质心定位算法求出未知节点的位置坐标.仿真实验表明：该算法相比基于RSSI的质心定位算法,定位覆盖率提升3％～6％,平均定位误差至少减少4％,是一种定位精度更高的算法.