无线传感器网络中节点定位算法的研究.doc

无线传感器网络中节点定位算法的研究无线传感器网络由于其独特的优势,实现了人与物之间的通信,得到了广泛的应用,而定位算法是其中的重要组成部分。无线传感器网络中的定位算法,大体分为两类,一类是基于测距的定位算法,一类是基于非测距的定位算法。基于测距的定位算法最明显的优点就是定位的精度高,定位的误差小,但成本高。基于非测距的定位算法由于其低成本得到了更为广泛的应用,DV-hop算法是基于非测距的定位算法里应用的最为广泛的一种。本文简单介绍了无线传感器网络中众多种定位算法的原理与优缺点,重点分析了基于非测距定位算法中的DV-hop算法,介绍了DV-hop算法定位的原理,对其误差产生的原因进行了分析,主要分为外部原因和内部原因,外部原因则是由传感器节点的随机投放性,传感器节点的硬件设备等影响,而内部因素则是在于算法本身,由于算法计算的过程中采取的计算方法产生了误差。本文通过对DV-hop算法的分析,重点针对算法本身的定位过程进行了如下的改进:一:在算法的第一阶段最小跳数的获取时,由于节点的通信半径存在一个范围值,在通信半径范围内的节点均为一跳,而节点实际的距离的差异是很大的,所以存在误差,通过引入RSSI值来对最小跳数进行修正,首先生成最小跳数的一个权值,那么将获得的最小跳数乘以权值作为实际的最小跳数进行广播并计算。二:在算法的第二阶段信标节点的平均跳距求取的时候,由于最小跳数与实际情况的差异,而平均跳距又采用的有偏估计来进行计算,存在误差,所以引入均方差和均值来修正平均跳距,以减小误差。三:在算法的第三阶段,通过三边测量法或者最大似然估计法求解未知节点的坐标的过程中没有考虑到节点的分布情况,且计算方法本身有误差,于是引入遗传算法进行优化,对求解出的未知节点的坐标进行遗传算法中的选择,交叉,变异操作来迭代坐标值,达到最优解。通过三个阶段的改进,在MATLAB平台上对算法进行仿真,可以看到改进后的算法的明显优于原DV-hop算法,减小了定位误差,提高了定位精度。