无线传感器网络交点质心定位算法的优化

节点自身定位是无线传感器网络的重要应用之一。为提高定位精度,以求解精度优于传统最小二乘法的交点质心算法为基础,定义距未知节点最近的锚节点为参考节点,通过测量参考节点与锚节点之间的距离获得RSSI的测距误差,并对未知节点与锚节点间的测量距离进行误差修正,抑制了RSSI测距误差对定位精度的影响;再引入四边测距定位和优选锚节点的思想,对算法进行改进。MATLAB仿真结果表明：本算法在相同实验环境下相较于交点质心法又进一步提高了定位精度。     

无线传感器网络中一种改进的DV-Hop定位算法

节点定位是无线传感器网络应用的关键技术,文章分析了DV-Hop算法及提出的一些改进方法;DV-Hop算法简单把跳数作为衡量节点距离的标准,这样会由于跳数相同、实际距离远近不同而选用错误的锚节点定位引起较大误差;通过引入了RSSI测距模型,把测距技术和非测距技术相结合,校正距离锚节点远近,在一跳之内以及多跳情况下分别实现更高精度的定位从而达到在一定程度上降低定位误差的目的。     

基于RSSI值的WSNs节点测距算法改进与定位实现

针对采用接收信号强度指示(RSSI)值进行无线传感器网络(WSNs)节点定位中,存在的因节点放置高度不同而产生的测距精度存在差异的问题,在大量实验数据的基础上,分析了RSSI值与距离d在节点布设高度不同时的关系,同时采用分段拟合法对测量曲线进行处理,并在此基础上提出了以恒定步长进行节点趋势移动的校验法,计算RSSI值所对应的距离d。验证结果表明:应用此校验法,节点测距的相对误差有了明显的改善。最后,将改进的测距算法应用到WSNs定位中,仿真结果表明:提出的分段拟合与移动校验法能有效改善定位的精度。     

基于RSSI的偏移误差修正的井下定位算法

针对基于RSSI的加权质心定位算法会出现三边测量区域选择错误、只是用节点之间的距离信息衡量信标节点的影响力,忽略了各条信号传输路径中误差的标准偏差也不同的问题,提出了一种基于RSSI的偏移误差修正的井下定位算法。该算法结合加权质心定位算法思想,采用RSSI测距模型测量节点之间的距离。在获得节点间的距离信息后,通过对测距误差中随机变量的标准偏差进行概率分布分析来衡量节点间的测距误差,并对随机变量进行偏移误差修正,最终获得较高精度的定位效果。仿真结果表明,与加权质心定位算法相比,该算法的定位精度提高了19%,定位结果的稳定性也有较大程度的改善。     

水声传感器网络节点自适应加权定位算法

对水声传感器网络节点定位进行研究,针对水声传感器网络节点间测距精度不高的问题,提出一种水声传感器网络节点自适应加权定位算法。考虑到水声传感器网络节点间的测距误差随着节点间距离的增大而增大,算法改进了锚节点选择机制,并且对不同锚节点在定位测度中的权重进行加权,改进定位测度,提高了测距信息的利用效率。仿真实验表明该算法提高了节点定位精度。     

RSS测距定位模型的Cramer-Rao界分析

给出了无线传感器网络RSS测距定位模型的距离无偏估计和定位估计方差Cramer-Rao下界。实验表明定位方差在锚节点附近产生突变,同时随着锚节点数量的增多而减小,可应用于定位算法的精度评估和节点配置方案选择。     

信标欠定时的井下人员定位算法

煤矿井下人员定位常采用3个以上信标对目标节点进行定位,这样,同时收不到3个以上信标信号的目标节点就无法采用该方法进行定位。为了对这些目标节点进行有效的定位,结合煤矿环境实际情况,提出了一种信标欠定时的井下人员定位算法。首先,利用信标节点实际位置获得的定位区域内距离误差的权值对目标节点的测距误差修正,提高定位区域内目标节点的距离测量精度。然后利用可参与定位的信标精确位置和目标节点测量的经修正后的距离量,通过坐标的平移、旋转等转换,实现目标节点的定位。仿真结果表明:该算法能够有效地提高信标欠定时目标节点的定位精度,弥补了现有基于三信标及其以上情况下目标节点定位应用中的不足。     

基于超声波六元阵列TDOA测距的WSN定位系统设计与实现

基于超声波测距的定位技术以其精度高、范围广和性能稳定等优点,在无线传感器网络中广泛应用。为了实现较大范围的高精度定位,采用TDOA的测距技术设计了满足远距离测量和二维全向测距的六元超声波传感器阵列系统,实现了无锚节点的无线传感器网络中节点的高精度定位和实时监控。测距实验结果表明,该系统的测量距离最远为16 m,平均测距误差为0.14%;定位实验结果表明,10个节点可以在3 min内完成全部组网和定位,平均定位误差约为23.74 cm。     

改进的Elman神经网络在WSNs距离预测中的应用

节点定位是无线传感器网络应用的关键技术之一,而测距的精度很大程度决定了定位的精度。为了提高定位的精度,对测距精度的提高进行了研究。根据实验获取的RSSI值与对应的距离值,先对实验数据进行滤波处理,以滤波后的数据作为样本,建立改进的Elman神经网络预测模型,利用改进的El-man神经网络的稳定性高和预测精度高等特性,对样本进行训练,得出预测的距离值,距离精度达到1 m以内。     

基于跳数梯度的传感器网络节点距离测量

针对无线传感器网络节点距离测量精度问题,提出了一种基于平滑跳数梯度的间接测距方法DV-SHG(DV-hop with Smoothing Hop Gradient)。DV-SHG应用节点的邻居节点信息对跳数值和平均每跳距离进行修正以提高测距精度。理论分析及仿真结果表明,与DV-GNN(DV-hop with the Number of Gradient Neighbors)算法相比,在相同的计算和通信开销下,DV-SHG算法能获得较高的测距精度,在节点密集分布的无线传感器网络中具有很好的测距效果。     

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。     

无线传感网中节点的协同过滤定位算法

针对无线传感器网络迭代定位算法中节点定位精确度低的问题,提出了协同过滤定位算法(Cooperative Filter Localization Algorithm, CFLA)。该算法对周围只有两个信标节点的未知节点进行定位时,产生出未知节点的两个候选点。为了精准高效地判定出候选点,引入两种协同过滤定位模型。模型一,通过选择出合理的参考节点,利用该参考节点与未知节点的协作进行候选点的过滤。模型二,利用该模型中可以直接通信的未知节点之间的相互协作,判定它们之间的测距与它们的候选点间的欧式距离之间的关系过滤出精度高的候选点。仿真结果表明,在相同的网路环境下,CFLA算法在能量消耗上低于SL-n和RAMP;在信标节点占比为8%时,该算法的定位误差比SL-n算法减少了14.7%,比RAMP算法减少了9.6%,有效地提高了节点的定位精度。     

一种基于约束策略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的关键支撑技术之一,对于无线传感器网络的基本理论方法和应用研究都具有重要意义。在深入研究分析距离无关定位算法的基础上,提出了基于约束策略的无线传感器网络定位算法。该算法无须测距,采用跳数估计节点间距离,并针对未知节点到锚节点距离计算中的不足,对锚节点的平均每跳距离作了修正;在估计未知节点坐标时,根据该未知节点通信范围内的锚节点对其所在位置进行约束。仿真结果表明,该算法具有较好的性能,比已有算法的定位精度有所提高。     

基于平均跳距估计的改进DV-Hop定位算法

传统DV—Hop定位算法只考虑了最近一个锚节点估计的平均每跳距离,而单个锚节点估计的平均每跳距离值无法准确地反映网络的实际平均跳距,导致定位误差较大。针对这一问题,提出一种基于平均跳距估计的改进DV—Hop定位算法。改进算法在计算未知节点到各个锚节点距离时,考虑到离该未知节点最近的锚节点到其它锚节点的距离及跳数的不同,计算出不同的平均跳距,使其更接近于实际平均跳距。仿真结果表明,与传统DV—Hop算法相比,改进算法在不需要增加节点的硬件开销的基础上能更有效地提高定位精度,并且算法简单,计算量小,是无线传感器网络中节点定位的一种实用方案。     

多功率锚节点辅助的DV-Hop定位算法

在无线传感器网络中,DV-Hop定位算法在计算未知节点到锚节点的距离以及通信半径之内相邻节点跳距时存在较大误差,提出了一种锚节点辅助的分布式定位算法。此算法不需要任何测距技术支持。它是利用锚节点的功率控制,即以不同的发射功率发射信标信号,接收到信标信号的未知节点将这些信标信息记录。此外还考虑了用全网锚节点来修正单独锚节点的平均每跳距离,用极大似然法计算节点坐标。Matlab仿真实验结果表明,在相同网络环境下,该算法能有效减小距离计算带来的定位误差,可适合实际定位情况且具有较高的定位精度。     

基于平均跳距估计和位置修正的DV-Hop定位算法

针对传统DV-Hop定位算法只考虑了最近一个锚节点估计的平均跳距,而导致定位误差较大这一问题,提出了一种基于平均跳距估计和位置修正的改进DV-Hop定位算法.改进算法在计算未知节点到各个锚节点距离时,考虑到离该未知节点最近的锚节点到其它锚节点的距离及跳数的不同,计算出不同的平均跳距,使其更接近于实际平均跳距,另外,改进算法还对初步定位结果进行了循环位置修正.仿真结果表明,与传统DV-Hop算法相比,改进算法在不需要增加节点的硬件开销的基础上能更有效地提高定位精度,并且算法简单,计算量小,是无线传感器网络中节点定位的一种实用方案.     

基于平均跳距的水下传感器网络节点定位算法

在分析DV-Hop定位算法优缺点的基础上,针对其平均跳距误差大的不足,提出一种基于平均跳距的水下传感器网络节点定位算法. 该算法对平均跳距进行两次改进. 首先,锚节点利用边界锚节点和其一跳邻居的锚节点计算平均每跳距离. 其次,未知节点收到各锚节点的平均距离广播分组包,根据其到各锚节点的跳数按权重比例公式计算出最终的平均每跳距离. 仿真实验表明,经过两次改进,该算法优于传统DV-Hop定位算法,提高了定位精确度.     

无线传感器网络DV-Distance定位算法

针对DV-Distance定位算法得到的距离值误差较大的问题,提出一种定位精度相对较高的改进型DV-Distance算法。DV-Distance定位算法通过求未知节点到参考节点之间跳段距离之和来确定未知节点坐标,改进算法在原算法的基础上,将参考节点间的真实距离与这些参考节点间的跳段距离之和的比值作为修正权值,用这个修正权值来提高定位所需距离值的精确度,并利用RSSI测距技术限定可较为精确测距的有效未知节点,从而更进一步提高定位的精度。通过计算机的仿真和实验验证,结果表明此改进算法相对于原算法,较为明显的降低了定位误差,提高了定位的精度。     

改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法

为了解决DV-Hop算法定位精度低的问题,提出一种分轮优化的改进DV-Hop定位算法。首先通过跳数阈值限制锚节点广播信息的范围;其次用每轮锚节点的平均每跳距离误差来修正锚节点的平均每跳距离;然后通过共线度检测区域,找出适合定位的锚节点组;再用三边测量法计算出参与定位的每组锚节点组的定位结果,用所有锚节点组定位结果的均值作为未知节点的估计位置;最后把本轮定位的未知节点升级为新的锚节点,进行下一轮定位。仿真结果表明,改进算法在不增加额外硬件开销的基础上,减小了定位误差,有效地提高了定位精度。