无线传感器网络自定位研究

在无线传感器网络(WSN)的研究中,节点自定位是其中关键问题之一。本文围绕WSN节点的定位,着重描述了节点的测距方法以及节点自定位方法的分类,同时还综述了两种典型的分布式节点自定位算法及其原理。最后本文在对WSN自定位研究的基础上,指出了未来研究的热点和方向。     

基于邻居节点空间顺序序列优化的DV-Hop定位算法

DV-Hop定位法是一种典型的利用多跳信标的定位策略。该算法使用跳数乘以网络平均跳距来代替节点间的实际距离,而平均跳距离的计算精确度与网络的性状、节点密度、拓扑结构等有很大关系,直接影响到DV-Hop算法的定位精度。针对DV-Hop算法这一缺陷本文就节点比较稀疏网络中,通过空间顺序系列优化的方法来减小计算上的误差。     

大规模无线传感器网络分布式无锚节点定位算法

提出了一种低成本的大规模无线传感器节点分布式定位算法--仅需要选出少量参考节点和利用节点自身的无线收发器即可实现整个网络节点的定位的无锚节点定位算法.该算法首先从网络中所有普通节点中按照一定准则选取5个基准节点,以这5个基准节点作为"锚节点",确定一个坐标系;其他未知节点将根据到基准节点的距离计算出自身坐标.未知节点到...     

稀疏无线传感器网络移动节点定位算法

为解决稀疏无线传感器网络的现有MCB移动节点定位算法存在定位精度低和无法定位的节点的数量多的问题,对MCB算法进行了改进,进而提出了一种新的移动节点定位算法MCBP,该算法把已定位的节点作为其它未定位节点的参考点(准信标节点),利用准信标节点的位置信息参与后续定位过程,使更多的节点可以定位,并且提高了定位精度。仿真结果表明,MCBP移动节点定位算法比前人的类似算法的定位误差最大可减少22%,平均减少16%。无法定位的节点的数量最大可减少26%,平均减少12%。     

基于遗传算法的三维无线传感器网络定位新算法

针对三维无线传感器网络节点自身定位问题,提出了一种基于遗传算法的新定位算法。该算法通过分析未知节点与它的无线射程范围内的已知节点之间的通讯约束和距离测量,对未知节点建立数学模型;针对此数学模型利用遗传算法求解,把该解作为未知节点的估计位置。理论分析和试验结果表明,该算法具有很强的健壮性,未知节点的失效和新节点的加入不会影响算法的性能,并且算法定位精度高,条件简单,适合各种规模的无线传感器网络的节点定位。     

基于时空滤波的无线传感器网络抗差节点定位算法

针对无线传感器网络的最小二乘定位算法抗差性的不足,提出了一种基于时空滤波(STF)的抗差性加权最小二乘(WLS)节点定位算法--STLS.该算法基于空间域滤波的数据一致性检测算法利用相邻节点间必须满足的几何约束关系,采用优化矩阵操作,剔除粗差邻居节点,其计算复杂度为多项式的平方.通过使用具有2步收敛特性的DFP算法,最小化目标代价函数,实现节点的快速定位.实验结果表明,在均匀网格拓扑或各向异性C型网格拓扑下,该算法均可有效识别和剔除测距低估粗差点,其定位精度明显优于未进行空间一致性检测的加权最小二乘定位算法,当网络平均连通度较低时,该优势表现得尤为明显.     

无线传感器网络节点调度算法

提出一种用于无线传感器网络的正三角形剖分节点调度算法,该算法把网络中各个节点的感知区域剖分成正三角区域。为避免出现网络盲点,在已提出算法的基础上又提出基于邻居节点信息的正三角形剖分节点调度算法。仿真结果表明,基于邻居节点信息的正三角形剖分节点调度算法能达到较好节能的效果,可以在保证覆盖范围的基础上延长网络的生存时间。     

无线传感器网络定位技术研究

对无线传感器网络的应用来说,精确定位事件发生的位置非常重要,对整个国家、社会及经济将有重大的战略意义。本文对无线传感器网络定位算法的特点、节点位置计算方法、定位算法进行了分析,特别是对RSSI算法和CC2431定位机制进行了详细的介绍。     

无线传感器网络区域覆盖技术研究综述

WSN区域覆盖技术可以有效延长无线传感器网络(Wireless Sonsor Networks,WSN)的生存周期,一直都是人们研究的热点问题之一。在保证网络覆盖质量的基础上,WSN区域覆盖技术通过调度节点状态,降低节点能耗从而延长网络生存周期。本文对现阶段典型的WSN区域覆盖节点调度算法原理进行扼要说明,分析它们各自的优缺点并做出相关总结。     

基于RSS的无线传感器网络三维空间定位算法研究

随着无线传感器网络技术的不断发展,在环境监测、医疗卫生、国防军事以及交通管制等众多领域都得到了广泛应用,本文主要分析了网络定位技术,并对三维坐标的求解进行了探讨。     

无线传感器网络中不良节点的判断与定位

为降低整个无线传感器网络的定位误差,基于图论相关原理和方法,对无线传感器网络中存在的边缘节点和亚孤立节点进行了判断,通过对此类不良节点周围的节点密度、接收锚节点的范围和方向进行分析,给出了不良节点定位误差偏大的理论解释和对其进行修正定位的解决方案,确立了无线传感器网络中边缘节点和亚孤立节点的判断与定位方法.不同场景下定位性能的仿真实验显示,运用这种方法,对规则的网络拓扑,经修正后不良节点的定位精度比修正前一般可以提高17%以上;对不规则的网络拓扑,经修正后的亚孤立节点定位精度比修正前一般可以提高10%以上.     

卡尔曼滤波在无线传感器网络节点定位中的应用

为了减小无线传感器网络节点定位中节点测距误差和定位算法自身引入误差的积累对定位精度的影响,建立了适用于无线传感器网络的卡尔曼滤波模型.采用渐消自适应卡尔曼滤波对基于距离的初始定位算法进行求精,通过一跳节点间的相互制约,在全局范围对未知节点进行定位;基于卡尔曼滤波模型,对无线传感器网络的分布式算法和集中式算法的计算量进行了研究,得出计算量与节点数目的关系.研究结果表明,卡尔曼滤波能够有效提高节点的定位精度,尤其适用于网络节点密度小、信标节点比例低的情况.     

水下网络移动节点分布式定位算法

随着水下网络系统的发展,水下移动节点的分布式定位技术的研究受到关注。提出了一种自组织、可容忍节点失效与测距误差、计算量和通信开销小的分布式水下节点定位算法,该算法利用自适应加权、循环三角组合测量法提高定位精度。对基于TOA测距的循环三角组合算法的定位精度进行了仿真,分析参考节点数对平均定位误差的影响,并与三边测量法的定位精度进行了比较。仿真结果表明,该算法具有较高的定位精度,对节点失效和测距误差的鲁棒性高,并且降低了水下网络对参考节点的密度要求。     

基于距离分区的多级异构无线传感器网络成簇算法

为了防止无线传感器网络(WSN)节点因为通信距离过长而过早死亡,有效延长网络生命周期,提出了一种基于距离分区的高能效的多级异构无线传感器网络成簇算法(MHCADP)。此算法将监测区域分为三部分,并根据不同监测区域和基站的距离部署能量不同的三类节点,按照节点剩余能量与网络平均能量的比例来选举簇头节点,让较高初始能量和剩余能量的节点拥有更多的机会成为簇头。另外,在数据传输时,考虑节点和基站的距离以及自身剩余能量,选择单跳或多跳的传输方式。仿真实验结果表明,与现有的重要成簇算法——低能耗自适应分簇分层(LEACH)算法和稳定选举协议(SEP)算法相比,MHCADP算法能够有效减少网络能量消耗和平衡网络负载,使网络稳定周期和生命周期延长50%以上。     

一种新的分布式无线传感器网络定位方法

针对无线传感器网络节点能源受限的特征,以系统最小硬件开销为设计原则,提出了一种适用于基于测距的分布式定位方法(3/2-NANDB),该方法可在不增加单个独立节点硬件开销的情况下,利用附加的外部控制系统发射一个旋转定向波束充分挖掘节点间的冗余信息,有效排除节点位置的模糊性,从而可完全确定只有两个邻居节点的节点位置和部分只有一个邻居节点的节点位置,达到减少GPS携带节点数量、最大化网络内部可定位节点数目、扩大网络观察范围和延长无线传感器网络存活时间等目的.而利用该方法的节点二义性排除算法,还可以辅助其他现有的基于三邻居(3-NA)的定位算法提高整体定位性能.     

基于无线传感器网络的节点定位研究

无线传感器网络是对信息获取和处理的技术,通过通信技术使大量微小节点组成自组织网络,传感器网络包括数据的采集、传输、融合分析等。许多应用场所需要精确定位,使得无线传感器网络定位技术得到广泛应用和发展。本文通过对几种典型的定位算法研究,分析传感器网络节点定位算法的原理,得出的几种节点定位算法,并进行比较分析。     

可扩展、全分布式的基于连通度定位算法在无线传感器网络中的研究与实现

提出一种全新的基于无线传感器网络中节点之间连通度的定位算法。该算法适用于大规模的非均匀分布的无线传感器网络。与现有的基于连通度定位算法不同的是,提出的算法是完全分布式的。传感器节点只需要得到邻居节点的信息既能进行自定位。这一算法具有较高的扩展性、有限的误差放大率和呈线性增长的计算量等优点。本算法不仅在理论上得到有效地证明,同时在实验环境中也有比较好的性能。     

基于RSSI测距的三维无线传感网络萤火虫定位算法的研究

研究了三维空间无线传感器网络(WSN)未知节点的定位。针对目前三维空间无线传感网络定位算法精度低的问题,提出一种基于接收信号强度指示(RSSI)测距的萤火虫定位的算法。该算法首先利用RSSI进行测距,建立信号强度随传播距离衰减的模型,然后在已知一定数量的锚节点的情况下,通过萤火虫算法寻找目标函数最优值,进而对未知节点进行定位。仿真验证结果表明,该定位算法相比其他算法定位精度有很大提高,在30m×30m×30m的空间内定位误差仅为0.59m。     

一种带宽约束的无线传感器网络节点调度算法

研究了无线传感器网络在带宽受限时怎样最小化覆盖裂口,同时最大化网络生命期的问题。将带宽限制理解为活动节点的活动邻居数限制,且认为由于带宽约束,当需要的带宽大于实际能提供的带宽时,覆盖裂口就可能发生。进而提出了一种最小覆盖裂口的混合整数规划模型,并提出了一种求解此问题的启发式算法,同时也研究了带宽和节点数对网络覆盖的影响。仿真实验表明,增加节点数可延长网络的生命期,增加带宽可减少裂口的发生,这与理论分析的结果是一致的。     

无线传感器网络算法简述

伴随着“感知中国”“智慧地球”等一系列国家战略的提出,无线传感器网络技术在各个领域得到了越来越多的应用。本文就无线传感器网络的发展、特点,简单介绍无线传感器网络的算法,从一定的角度反映了无线传感器网络技术的发展现状。