基于病毒体投射机制的移动无线传感网节点定位算法

为解决当前移动无线传感网节点定位方案存在感知过程复杂、定位准确度不高,难以适应节点拓扑变化频繁的实际场景等不足,提出了一种基于病毒体投射机制的移动无线传感网节点定位算法。首先,鉴于当前直接测序方案及间接测序方案均存在抗噪能力差的不足,设计了多点定位方案,引入多个锚节点联合定位,定位过程中采用迭代方式降低接收信号强度指示(received signal strength indication,RSSI)误差,有效解决了定位过程中存在的圆环分布现象。随后,考虑移动无线传感网节点存在的拓扑漂移速度较快,且坐标存在随机分布的规律,将锚节点看作病毒体,将移动无线传感网节点看作子病毒体,并针对病毒体-子病毒体之间存在随机拓扑规律,引入了病毒体投射机制,并通过迭代方式设计距离定位方案,模拟移动无线传感网定位过程中定位节点与待定位节点之间的拓扑漂移关系,提高网络对定位过程的感知能力。最后,引入权重调节机制对定位坐标进行误差消除,进一步提高网络定位精度与感知性能,强化对移动状态下节点间拓扑的感知与监控,减少网络抖动对定位过程的影响。仿真实验表明,本文算法与当前常用的凸优化的无线传感网障碍环境下定位算法(location algorithm in wireless sensor network obstacle environment based on convex optimization,OECO)及基于精确定位机制的改进DV-HOP算法(on improved DV-Hop localization algorithm for accurate node localization in wireless sensor networks,AN-DV-Hop)相比,具有更高的定位收敛速度和更低的定位误差低。     

基于无线传感节点到达时间差的定位算法设计

针对无线传感器网络节点定位的问题,深入研究了基于节点信号到达时间差的定位算法,为了提高定位的精度采用基于多点的极大似然估计算法实现无线传感器节点精确定位的需求．重点对无线传感器节点定位过程中各节点的时间同步问题进行了详细设计,给出了一种基于无线传感节点到达时间差的定位算法详细设计方案,经仿真测试表明,设计的无线传感节点定位精度在96．7％以上．     

能量有效的无线传感器网络节点选择

基于能量信息的目标定位模型,提出了一种能量有效的本地节点选择方案,通过合理地选择处于工作状态的传感器节点以减少网络的能量消耗.该方案中,节点根据相邻时刻接收到的目标信号能量变化独立决定其工作状态,减少了与相邻节点及中心节点的信息交换.仿真结果表明:应用该文提出的节点选择方法有效减少了网络的能量消耗,且能够准确地对目标进行定位与跟踪.     

无线传感器网络中安全的集中式定位方法

针对定位技术面临的节点能量有限和安全问题,提出了一种基于移动信标的安全集中式定位方法.利用基于移动信标的集中式定位模型降低了未知节点在定位过程中的能量消耗,针对定位中可能面临的攻击行为设计出了相关的安全策略,保证了定位信息的安全性和完整性.实验表明:该方案能够有效保证传感器节点在恶意环境下定位的安全性和稳定性,并且保持较高的定位精度.     

一种基于几何精度因子的三维室内定位方案

提出了一种基于几何精度因子(GDOP)的三维室内定位方案来解决室内定位系统中的锚节点布置问题.通过该方案可以得到锚节点的双圆锥构型.利用两种测距误差模型来对该方案的性能进行评估,仿真结果表明该方案可以应用于大小不同的场景,而且在相同的定位场景下,该方案的定位精度优于现有的布置方法.     

基于簇内RSSI测距改进的DV-Hop算法

针对DV-Hop定位算法在实际环境中的定位精度较低、通信量较大等问题,在DV-Hop定位算法的基础上提出了一种基于簇内RSSI测距改进的DV-Hop定位算法.该算法利用以信标节点为簇头的分簇策略后,信标节点只发送校正值给其邻居节点,无需泛洪广播,且未知节点只需被动接收,无需交互通信,从而降低网络通信总量;簇内节点利用RSSI测距方案计算其与最近信标节点的距离,相比DV-Hop定位算法以校正值代替一跳通信范围内的所有节点距离更加精确,从而提高节点定位精度.     

一种利用可靠的锚节点的非测距定位算法

无线传感网中的多类应用均需要准确的定位算法。为了评估位置,普通节点需利用与锚节点间的距离信息,估计自己的位置。因此,距离的估计在无线传感网络定位中扮演着重要的角色。传统的各向同性网INT(isotropic networks)中定位算法是将欧式距离看成最短路径距离SPD(shortest path distances)。然而,这些算法在各向异性网ANT(anisotropic networks)不能准确地估计距离,因为ANT中最短路径距离SPD与欧式距离不成线性比例;并且两节点间的最短路径被迂回,其长度可能大于相应的欧式距离。针对此问题,正确选择可靠的锚节点RANs(reliable anchor nodes)用于准确地估计距离显得格外重要。为此,面向各向异性网ANT,提出基于可靠的锚节点选择的定位方案,记为Se_RANs。每个普通节点通过三角模型原则选择三个可靠锚节点,计算这三个锚节点估计离其他锚节点间的距离,进而利用Mix-max算法估计普通节点位置,从而提高估计的准确性。同时,通过数学分析,推导了普通节点周围存在三个可靠锚节点的概率;并验证了Se_RANs方案的可行性。仿真结果表明,与DV-Hop算法相比,提出的Se_RANs方案具有小的定位均方误差(MLE)。     

基于方向的无线传感器网络自定位

考虑圆形传感区域,利用4个已知自己坐标位置配备定向天线的信标节点,通过边旋转定向天线边播报旋转角度信息和自身坐标的方式,提出了一种免于测距的无线传感器网络(WSNs)自定位方案。传感器节点通过侦听4个信标节点播报旋转角度信息和自身的坐标位置通过正弦定理确定自己的坐标位置。该定位方法是基于到达角的估计技术,具有较低的计算复杂度和不增加传感器的硬件代价。经分析发现,当4个信标节点分别位于距传感区域中心2/2传感区域半径处时传感器节点的平均定位误差最小,经误差分析和计算机仿真发现传感器节点的纵横坐标的定位误差随着与传感区域中心的距离增大而增大,并且与定向天线的角速度和信标信息的间隔时间的乘积成正比。本定位方案精度高,误差可控,具有鲁棒性的特点。     

基于节点定位的无线传感器网络密钥分配方案

本文从无线传感器网络的密钥分配体系出发,提出了一种基于节点定位信息的随机密钥预分配方案.首先简要介绍了传统随机密钥预分配方案及其改进方案存在的不足,然后根据节点定位信息和密钥的相关度划分,给出我们新密钥分配方案LRKPS,并从LRKPS的共享密钥的概率、网络连通度、被俘获的抵抗性等方面,与随机密钥预分配进行了分析比较,结果表明我们的算法在这些方面有一定的优势.     

基于跳距二次误差修正的DV-Hop定位算法研究

针对DV-Hop算法在传感网络节点无序分布的环境中定位存在较大误差的问题,提出了改进的DV-Hop算法。从WSN节点定位算法的特点入手,分析DV-Hop算法在计算跳距时采用平均跳距修正误差仍存在缺陷,采用定义实际跳距与平局跳距的差值,再次对跳距误差求平均值,实现跳距二次误差修正,继而达到对未知节点坐标的修正。仿真结果表明,基于跳距二次误差修正的DV-Hop定位算法较传统DV-Hop算法在不同节点数量和不同节点密集度情况下效果更好,且不需要增加通信量和硬件开销,是一种可行的WSN节点定位方案。