基于锚节点主动部署机制的WSN节点定位算法综述与分析

无线传感器网络的应用中,网络的位置信息由特定的节点定位算法获得,节点定位算法的选择与实际监测环境的特点和具体性能需求等因素有关.基于锚节点部署的方式,将无线传感器网络节点定位算法分为基于固定和移动锚节点辅助下的2大类定位算法,详细分析了2类算法下的典型算法,对未来无线传感器网络节点定位算法的研究进行了展望.     

萤火虫模型在水下传感器网络时间同步中的新应用

时间同步是传感器网络的基本需求,但在复杂的水下环境中,水下无线传感器网络(underwater wireless sensor networks,UWSNs)的时间同步面临着两大挑战:长传播时延和节点的移动性.将萤火虫同步算法模型应用于水下,提出了水下萤火虫算法机制,利用其良好的相位补偿特点,结合新的动态分簇机制,有效地提高了同步效率,缩短了同步时间.同时,巧妙结合Chirp扩频信号具有较强抗多普勒能力的特点,进一步提高了水下无线传感器网络的同步精度.通过仿真实验,验证了水下萤火虫同步算法的优异性能.     

基于DV-Distance的无线传感器网络定位算法研究

无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,而节点自定位技术是无线传感器网络的主要支撑技术之一.由于无线传感器的节点数量非常大,致使利用GPS定位装置收集节点位置信息的代价将会很大.因此,研究能够适应无线传感器网络节点位置信息的算法是极其重要的.本文重点对距离无关的定位算法中的DV-Distance算法进行了研究,通过MATLAB软件平台对DV-Distance算法进行了仿真实现,结果表明不同信标节点密度时,定位算法的定位误差不同,而当存在障碍物及GPS误差也会影响定位误差.     

基于IAPIT的无线传感器网络定位算法研究

无线传感器网络的应用领域涵盖军事、医疗、环保以及交通等。由于涉及到体积、功率和成本一些因素的限制,现在流行的全球定位的系统和无线传感器网络的节点定位并不配套。所以,探讨符合无线传感器网络的定位算法有着广泛的实际应用价值和非常重要的理论价值。研究了无线传感器网络中IAPIT的定位算法,就不一样的节点通信半径和锚节点比例,仿真比较探讨APIT算法和IAPIT算法的性能。从实验可以看出,IAPIT算法和APIT算法比较,大大增加了定位覆盖率。无线传感器网络的定位精度基本能够满足应用的需求。     

一种基于积极防御战略的无线传感器网络体系结构

针对积极防御的战略思想提出棋盘式无线传感器网络,该网络结构因为预先布好,所以大大简化了定位算法,减少了路由开销,提高了传输效率.讨论了这种无线传感器网络节点的功能结构、体系结构和组网方式.通过与传统Ad hoc网络的对比,归纳了这种无线传感器网络在各层各面设计的特点.理论证明,这种体系结构是可行的.     

基于曲线拟合的无线传感器网络目标定位算法

针对无线传感器网络的目标定位精度问题,提出了一种基于曲线拟合的目标定位算法.采用最小二乘法对目标经过的各个位置进行拟合,计算出近似目标运动轨迹的曲线参数;进而通过分段曲线拟合的方式,引入更多位置信息参加目标定位,从而减少定位过程中的误差因素,最终实现对网络中运动目标的定位与跟踪.实验结果表明,该算法具有比一般曲线拟合方法更高的目标定位精度,有效提高了无线传感器网络目标定位的准确性.     

ZigBee系统中基于RSSI算法的定位方法研究与实现

在分析无线定位技术在无线传感器网络中的应用现状以及目前常用定位算法的基础上,研究如何基于RSSI算法的主要思想并结合三边测量算法对移动节点实现定位.并基于ZigBee系统芯片CC2530组建了无线传感器网络,完成了软硬件设计与实现,最后通过实验验证了该研究的有效性和可行性.     

水下目标多元声传感阵列网络定位方法

针对由于环境干扰因素等影响水下目标精确定位的问题,提出了采用以声传感器为核心的多五元声传感阵列网络定位方法。根据水下空间环境,建立了多五元声传感阵列网络定位空间数学模型,研究与分析网络结构的多五元声传感阵列定位算法,给出了水下目标多五元声传感阵列网络定位参数的计算式及误差分析。分析表明:多五元声传感阵列网络定位参数的精度与声传感器阵列的布阵方式和声传感器之间的时延密切相关,随着时延的增大,水下目标方位角、俯仰角及距离误差也增大;通过采用单五元声传感阵列定位算法和多五元声传感阵列网络定位模拟对比实验,在同一区域下,多五元声传感阵列网络定位算法测量误差小于单五元声传感阵列定位算法测量误差,验证了水下目标多五元声传感阵列网络定位具有测试精度高的优点,为水下目标的精确定位及精确制导研制提供了技术方法,为开拓水下目标检测奠定了基础,具有很高的应用价值。     

无线传感器网络定位理论和算法研究

无线传感器网络在目前社会发展和个人生活中有着广泛的应用,作为无线传感器网络设计实现及应用当中的关键组成部分,定位技术承担了提供位置信息服务的重要作用,属于无线传感器网络的支撑技术之一。本文首先对无线传感器网络定位理论进行叙述,分析了目前定位系统及算法的不足,然后结合当前典型定位算法设计思想及适用范围,对其网络定位理论及算法的未来研究方向进行探索。     

无线传感器网络覆盖优化策略

针对无线传感器网络节点覆盖容易出现空洞和盲区的问题,提出一种基于改进人工鱼群算法的无线传感器网络覆盖优化算法.首先构建网络节点的信任度模型,进行节点轮换调度修复路由,然后采用改进人工鱼群算法进行无线传感器网络节点的自适应定位寻优,以人工鱼群优化的节点分布模型重构无线传感器网络(WSN)节点覆盖连通图,实现优化网络覆盖.仿真实验结果表明,利用覆盖优化算法进行WSN网络节点设计,明显地改善了网络节点的覆盖质量,提高了无线传感器网络的安全性能.     

水下无线传感器网络节点覆盖及其自定位

节点自定位技术是水下无线传感器网络应用的关键技术之一,较高的覆盖概率能够提高节点自定位的精度。节点定位精度受到很多因素的影响,本文通过采用感知概率模型模拟传感节点测量概率分布模型,再对覆盖概率较高的传感器节点进行定位误差迭代,最后采用遗传算法对定位误差进行优化。仿真结果表明,覆盖概率受感知半径和迭代次数影响,定位误差受信标节点密度影响,采用遗传算法的优化能够实现水下传感器节点的自定位精度。     

水陆无线传感网络对比

地面无线传感网络是由电磁波来通信,而水下传感网络是利用声信号建立起来的自组织无线网络。文章详细介绍了两种无线传感网络在通信信道特点、应用的不同分类及节点特点方面进行了对比研究。     

基于相对测距的水下目标定位算法

在没有星基、地基及水下时空基准信息的辅助下,为解决对水下目标精密定位问题,提出了一种基于水面舰船间相对测距和目标到达角的水下机动目标定位算法(UTPA)。通过联合水面舰船间电磁波相对距离观测和水下声学测角信息建立定位方程,考虑到目标定位方程求解中的异类信息融合权比失配问题,利用Helmert方差分量估计完成目标相对位置的迭代求解。Monte Carlo仿真表明:基于Helmert权比自适应调整的UTPA的定位偏差仅为典型的单平台声学定位技术的10%。     

基于分布式水下无线传感器网络目标协同定位方法研究

本文提出了一种基于水下传感器网络的目标协同定位改进方法。基于多重信号分类方法（MUSIC）得到目标的DOA估计,通过对水下信号传输特性分析,建立水下阵列传感器网络的目标定位模型,利用最大似然估计得到目标位置。利用基于阈值检测的分布式高斯牛顿迭代法完成最大似然估计的解算,仿真结果表明该方法有效节约了网络节点能量,降低了数据通信量,且得到了更好的定位精度。此外,分析比较了在不同噪声环境下、不同声源级情况下的目标位置结果。     

A wireless magnetic sensor for localizing in-vivo medical micro-devices

In order to measure the position and orientation of in-vivo medical micro-devices without the line-of-sight constraints, a wireless magnetic sensor is developed for an electromagnetic localization method. In the electromagnetic localization system, the wireless magnetic sensor is embedded in the micro-devices to measure alternating magnetic signals. The wireless magnetic sensor is composed of an induction coil, a signal processor, a radio frequency (RF) transmitter, a power manager and batteries. Based on the principle of electromagnetic induction, the induction coil converts the alternating magnetic signals into electrical signals. Via the RF transmitter, the useful data are wirelessly sent outside the body. According to the relation between the magnetic signals and the location, the position and orientation of the micro-devices can be calculated. The experiments demonstrate the feasibility of localizing in-vivo medical micro-devices with the wireless magnetic sensor. The novel localization system is accurate and robust.     

Attack Simulation Model and Channel Statistics in Underwater Acoustic Sensor Networks

In recent years,underwater acoustic wireless sensor networks have been used in many areas.There have been many field trials of acoustic propagation models and statistics for shallow water conditions.However,field trials are limited environmentally and,hence,not widely accepted.Simulations of the impulse response of a shallow underwater acoustic channel allows less expensive system tests that are reproducable.This paper presents a shallow water acoustic channel model based on the actual acoustic propagation ...     

一种基于CPK的WSN节点认证和密钥协商方案

认证技术是保护系统资源与用户隐私的一个关键技术,在信息安全领域中有着重要的位置.针对传统的认证方案对节点认证效率低,且不适用于大规模部署的无线传感器网络认证的问题,采用层次化无线传感器网络模型,提出一种基于CPK的双向无线传感器节点认证及密钥协商算法.结果表明,该算法无需安全信道传输消息,能高效地完成节点认证与密钥协商,解决了大规模部署的无线传感器网络认证的问题.     

基于移动信标改进的DV-Hop算法

无线传感器节点定位在整个无线传感器网络体系中占重要地位。DV-Hop算法是一种免于测距的定位技术,其缺点是仅在节点均匀的密集网络中,才能合理估算节点的位置。针对这种情况,提出了一种基于移动信标的DV-Hop算法,利用一个移动信标节点在网络中按照事先规定的路径遍历整个网络区域,并周期性的广播自己的位置信息给周围的未知节点,未知节点通过有选择的组合估算多个自身位置,多个自身位置的质心即为最后的估算的位置信息。最后通过仿真结果证明此种改进算法可以减小定位误差。     

Zigbee无线定位技术应用

片上系统CC2431实现了IEEE802.15.4(Zigbee)无线网络协议,内部集成了定位引擎,可以实现无线传感器网络节点定位。     

水下无线传感器网络中的错误信标过滤策略

水下无线传感器网络可以为海洋地理数据收集、预防自然灾害、战术预警等多种水下应用提供实时监控服务。水下定位技术是水下应用中的一大难点。水下定位通常依赖信标节点。但是由于水下洋流环境的复杂变化、水下生物的碰触和强电磁干扰,信标节点往往会移动或损坏,导致许多普通传感器节点定位错误。为了处理错误信标问题,这里提出一种基于粒子群优化的错误信标过滤算法来精确的找出错误信标。首先通过改进的三边定位法计算出定位错误,然后通过粒子群优化算法把定位错误数量最多的信标节点过滤出来。剩下的信标节点不断进行过滤,直到每一个信标节点的相关定位错误都低于某个预设的阈值。模拟实验证明本算法可以高效的检测出几乎全部错误信标,并且有很好的算法一致性。