无线传感器网络节点定位研究综述

深入探讨分析了无线传感器网络定位技术,从无线传感器网络定位算法分类、评价指标、距离相关和距离无关定位算法等方面进行分析,重点对比了几种典型算法,结果表明:不同的算法具有应用环境单一性,应结合实际需求选择合适的算法.研究分析了新型无线传感器网络定位方法,主要包括移动锚节点定位算法、三维空间定位算法和智能定位优化算法.总结当前无线传感器网络定位研究中存在的问题,并给出未来改进的研究方向.     

一种无线传感器网络节点定位算法的改进

利用无线信号强度实现了煤矿安全监测无线传感器网络（WSNs）节点问的自定位,提出了一种新的节点定位算法,介绍了算法的基本原理和实现方法。该算法不需要任何额外的硬件支持,节点间通信开销少。仿真结果表明：所提出的算法可以有效地提高WSNs节点的定位精度。     

三维无线传感器网络节点定位算法研究

在二维DV-Hop算法和APIT算法的基础上,各提出了一种可适用于三维无线传感器网络的非测距定位算法DV-Hop改进算法和APIT改进算法.DV-Hop改进算法通过在节点上设置接收阈值,使未知节点只接收距离较近的局部范围内的锚节点信息,而APIT改进算法则以四面体质心扫描取代了网格扫描.介绍了 2种算法的原理,并进行仿...     

Distributed network control for mobile multi-modal wireless sensor networks

A sensor network operates on an infrastructure of sensing, computation, and communication, through which it perceives the evolution of events it observes. We propose a fusion-driven distributed dynamic network controller, called MDSTC, for a multi-modal sensor network that incorporates distributed computation for in-situ assessment, prognosis, and optimal reorganization of constrained resources to achieve high quality multi-modal data fusion. For arbitrarily deployed sensors, a certain level of data quality cannot be guaranteed in sparse regions. MDSTC reallocates resources to sparse regions; reallocation of network resources in this manner is motivated by the fact that an increased density of sensor nodes in a region of interest leads to better quality data and enriches the network resilience. Simulation results in NS-2 show the effectiveness of the proposed MDSTC. ¹     

无线传感器网络改进型节点定位算法的研究

无线传感器网络节点位置信息对于事件监测起到至关重要的作用,节点定位技术是无线传感器网络应用的支撑技术之一。为了提高无线传感器网络节点定位的精度,同时减少定位计算过程中的能耗,在RSSI,HCRL定位机制分析的基础上提出了一种改进型的节点定位算法:接收信号强度比定位算法(RSS-RL),通过仿真试验显示:RSS-RL定位算法不仅降低了节点定位复杂度,而且,提高了定位精度。     

基于图刚性的无线传感器网络定位新算法

针对分布式 MDS-MAP 算法的不足,提出了一种基于图刚性理论的无线传感器定位新算法 MDS-MAP (GR)。算法利用图的刚性理论,确定网络中的所有刚性子区域,然后利用合并定理将刚性子区域进行扩展,最后对合并得到的刚性区域利用 MDS-MAP 算法和锚节点实现网络中节点的大规模定位。算法尽可能对刚性区域进行合并,节省了执行 MDS-MAP 算法的次数,提高了执行效率。通过在不同拓扑结构的无线传感器网络中进行了仿真实验,说明了提出的算法能有效定位不同半径下网络中90%以上的节点,另外,新方法比现有方法在定位成功率上提高了4%～5%,并且定位精度提高了2%～3．5%左右。算法适用于大规模无线传感器网络中的快速定位。     

一种无线传感器网络定位算法的分析和改进

无线传感器网络(W SNs)能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象信息,有着广泛的应用前景。在W SNs中,节点定位技术是许多应用的支撑技术,定位的准确性直接关系到传感器节点采集数据的有效性。目前,已提出多种定位算法,Euc lidean算法由于通信开销小,具有一定的优越性,但在某些应用中存在定位精度较低的问题。针对这一问题,提出了一种新的改进Euc lidean的算法。用距离矢量路由技术替代直接测量节点间的距离,并运用迭代循环思想抑制定位误差的累计。计算机仿真结果证明:该改进算法能够明显地提高定位精度。     

基于移动节点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应用的重要支撑技术之一,为了提高定位算法的准确性,提出了一种基于移动目标节点的两步定位算法。该算法利用一个移动目标节点遍历整个网络,并周期性地广播包含自身当前位置的信息。而传感器节点的自身定位过程则可用基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的目标跟踪方法实现。由于所用的目标状态模型和量测模型有一定的不确定性,所以先选取不共线的3个拥有RSSI测距能力的目标节点信息,利用Euclidean定位法提高滤波的初始位置精度,从而改善定位效果。通过仿真、分析和比较该目标节点在多种移动轨迹情况下的定位误差,这种两步定位法可以改善对目标节点移动轨迹的特殊要求的限制,能取得较好的定位精度,而且更适合于实际情况。     

基于TDOA定位机制的无线传感器网络节点设计

介绍了一种具有到达时间差(TDOA)定位机制的基于数字信号处理器(DSP)的无线传感器网络节点。它包括TMS320F2812DSP,512 kB的SRAM,2.4 GHz波段的无线收发模块、音频信号收发模块及电源管理模块等。节点通过测量RF同步信号与音频信号的TDOA来测量节点间的间隔距离,并采用互相关时延估计算法来实现节点定位。实验数据表明:该节点最远测距距离超过25m,角度误差小于3.7%。     

一种无线传感器网络四边测距定位算法

根据RSSI测距特性,在三边测距定位的基础上,提出了基于RSSI值测距的四边测距定位算法,突破了三边测距定位的局限性。为进一步提高精度,采用了求质心和加权质心的方法,并用C++实现仿真比较,仿真结果表明:加权质心算法具有较高的精度,整个定位过程中节点间无需额外的通信开销,具有广泛的实用性。     

Distributed data source verification in wireless sensor networks

In-network data aggregation is favorable for wireless sensor networks (WSNs): It allows in-network data processing while reducing the network traffic and hence saving the sensors energy. However, due to the distributed and unattended nature of WSNs, several attacks aiming at compromising the authenticity of the collected data could be perpetrated. For example, an adversary could capture a node to create clones of the captured one. These clones disseminated through the network could provide malicious data to the aggregating node, thus poisoning/disrupting the aggregation process. In this paper we address the problem of detecting cloned nodes; a requirement to be fulfilled to provide authenticity of the data fusion process.First, we analyze the desirable properties a distributed clone detection protocol should meet. Specifically: It should avoid having a single point of failure; the load should be totally distributed across the nodes in the network; the position of the clones in the network should not influence the detection probability. We then show that current solutions do not meet the exposed requirements. Next, we propose the Information Fusion Based Clone Detection Protocol (ICD). ICD is a probabilistic, completely distributed protocol that efficiently detects clones. ICD combines two cryptographic mechanisms: The pseudo-random key pre-distribution, usually employed to secure node pairwise communications, with a sparing use of asymmetric crypto primitives. We show that ICD matches all the requirements above mentioned and compare its performance with current solutions in the literature; experimental results show that ICD has better performance than existing solutions for all the cost parameters considered: Number of messages sent, per sensor storage requirement, and signature verification. These savings allow to increase the network operating lifetime. Finally, note that ICD protocol could be used as an independent layer by any data aggregation mechanism.     

An efficient range-free localization algorithm for wireless sensor networks

Node positioning is a fundamental problem in applications of wireless sensor networks (WSNs). In this paper, a new range-free algorithm, called spring swarm localization algorithm (SSLA), is proposed for positioning WSNs. To determine the locations of sensor nodes, the proposed algorithm uses network topology information and a small fraction of sensor nodes which know their locations. Numerical simulations show that high positioning accuracy can be obtained by using the algorithm. Some examples are given to...     

无线传感器网络节点自身定位算法研究

无线传感器网络中节点自身位置信息是实现其应用的最重要因素之一.针对节点自身定位的研究很多,但很大一部分都集中在算法的改进和新算法的开发上,很少给出纵向直观的仿真效果比较.研究选取无需测距算法中4种典型的算法,给出它们在不同参数下的仿真定位效果图,对于工程人员根据实际选取最优算法有很好的借鉴作用.在此基础上,利用曲线拟合...     

无线传感器网络中锚节点无关定位算法研究

关于无线传感器网络节点自身定位问题的研究,目前主要的研究工作集中在基于锚节点的定位方法.考虑到锚节点配置限制和配置成本因素,提出了锚节点无关定位方法.对锚节点无关的3种定位算法AFL算法、KPS算法和ABC算法进行了分析和比较,提出了锚节点无关定位算法需进一步解决的问题.     

无线传感器网络节点定位算法的研究

无线传感器网络的许多应用都是基于节点的位置信息。传感器网络由于节点数量巨大,资源十分有限,全部节点都采用GPS定位设备是不适宜的。介绍了利用2个锚节点定位的DV-Hop算法。仿真实验证明了该方法的有效性。     

大规模无线传感器网络定位算法研究

在同一仿真平台上比较了3种分布式定位算法,Ad Hoc positioning,Robust positioning和N-Hopmultilateration,并介绍了每种算法的基本原理和实现方法,抽象出一种适用于大规模无线传感器网络的通用三阶段分布式定位结构体系。仿真结果显示了3种算法在不同场景下的定位误差情况,比较了3种算法的优劣,同时,也对不同的网络环境参数对网络定位性能的影响做出了分析。     

无线传感器网络选择性DV-Hop定位算法

针对传统的矢量跳距(DV-Hop)定位算法平均定位误差大的问题,提出了一种具有选择性的改进DV-Hop定位算法。该算法首先剔除长距离信标节点信息,更新最小跳数与平均每跳距离,再次根据信标节点的实际距离和估计距离的误差进一步修正平均每跳距离。仿真结果表明:选择性DV-Hop定位算法能有效地减小平均定位误差,适应各种网络。     

无线传感器网络节点定位问题研究

节点定位技术是无线传感器网络信息采集、传输和处理能力的基础技术之一。研究和分析了各类无线传感器节点定位技术,从定位精度、健壮性等方面分析总结当前无线传感器网络定位技术存在的问题,展望未来的研究前景与应用发展趋势。     

一种基于APIT的无线传感器网络混合型定位算法

针对现有近似三角形内点测试（ APIT）算法在信标节点密集环境下定位精度不高、稀疏环境下覆盖率较低的问题,提出了一种混合型定位算法。该算法通过减小三角形内点测试（ PIT）时的三角形误判、选择优良的三角形,提高了信标节点密集环境下的定位精度。同时,该算法结合DV-Hop算法与两点定位法在稀疏环境下能计算出未知节点坐标的优点,提高了信标节点稀疏环境下的定位覆盖率。仿真分析表明：混合型算法有效地提高了信标节点密集环境下的定位精度和信标节点稀疏环境下的定位覆盖率。     

水下无线传感器网络协作式节点定位方法

针对无线传感器网络信标节点受水下条件限制不能布置很多的问题,利用非信标节点参与定位是提高定位精度的一种途径.协作式定位算法就是通过测量所有相邻节点间的信号传输往返时延来计算距离,利用信标节点和未知节点间的距离确定自身初始区域,并利用相邻2个未知节点间的距离来缩小这个区域,用迭代方式提高节点的定位精度.该算法无须额外的硬件支持,仿真结果显示:即使只有很少的信标节点,算法的定位精度也可以超过传统的只用信标节点的定位方式.