无线传感器网络定位算法研究及改进

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随着无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)技术的发展,从工业生产、军事应用、环境监测到人们的日常生活,都能日益见到它的应用。作为无线传感器网络技术的一个分支,无线传感器网络定位已成为了一个研究热点,受到了越来越多的关注。对于无线传感器网络,传感器节点是网络的组成部分,而在许多情况下,需要知道传感器节点的位置,尤其是应用到医疗护理、环境监测、矿井人员定位等领域的无线传感器网络,更加需要节点的准确信息,这便给无线传感器网络定位的研究带来了现实上的意义。如今,各种定位系统和定位算法层出不穷。对于国内外关于无线传感器网络定位的研究现状,本文进行了大量研究,针对基于测距的经典三边定位算法和基于非测距的经典DV-Hop定位算法定位精度不高的缺点,分别提出了改进的三边定位算法和改进的DV-Hop定位算法。本文的主要研究内容如下:1.改进的三边定位算法。因为当参考节点呈正三角形摆放时,具有最高的定位精度,基于这一理论,本文提出了改进的加权三边定位算法。通过分析参考节点的位置与参考节点所围成的三角形的形状之间的关系,本文将参考节点系数矩阵的条件数作为加权因子,引入到三边定位算法中,以此来反应参考节点所围成的三角形与正三角形之间的差异。通过MATALAB仿真验证,由不同参考节点组合得到的不同的三边定位结果,加权因子的引入修正了整体误差,提高了定位精度。2.改进的DV-Hop定位算法。DV-Hop是基于非测距的定位算法,依赖网络的连通度进行定位,存在定位精度差的缺点。本文分析了网络拓扑与定位精度之间的关系,为提高定位精度,对未知节点与参考节点之间的跳数进行修正,以使未知节点与参考节点之间的距离误差更小,与真实值更为接近。通过仿真显示,该改进算法提高了定位精度。
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