基于移动锚节点的无线传感器网络节点定位

为了更好地解决无线传感器网络节点定位精度和复杂测距技术之间的矛盾,提出一种基于移动锚节点的非测距的定位技术。9个装备有GPS接收机的可移动锚节点形成一个圆形定位区域,位于定位区域内的待定位节点接收锚节点发射的信号,并记录接收信号强度,比较接收信号强度确定自己所处区域,从而实现定位。仿真结果表明,该节点定位技术平均定位精度约为10%,与其他类似定位技术相比,能够明显提高节点定位精度。     

无迹卡尔曼滤波在无线传感器网络节点定位中的应用

传统的基于距离的无线传感器网络节点定位技术,由于测距过程产生较大的误差,从而使定位精度不高.文中在基于接收信号强度(RSSI)测距、三边测量法初始定位的基础上,提出以接收信号强度为观测量,将无迹卡尔曼滤波(UKF)算法应用到节点精确定位中.通过仿真验证使用该方法后,相比以距离为观测量的UKF定位方法,节点的定位精度有一定的提高,并进一步定量的分析比较了两种实现模型下节点定位算法的误差概率分布.在此算法的基础上,通过权衡平均定位误差与算法运算复杂度之间的关系,给出最佳定位锚节点数量,并模拟具体环境,验证了文中节点定位算法的实用性.     

基于RSSI的改进四边测距机器人定位算法

基于接收信号指示强度的测距特性和三边测距定位原理,提出了应用于机器人定位的改进四边测距定位算法,引入加权质心定位算法的思想,通过距离因子控制各个锚节点对定位精度的影响,并将锚节点之间的距离和信号强度作为修正RSSI的参考值。仿真结果表明,该算法不仅可靠性高,有效避免了信息淹没现象,而且在不增加通信成本的基础上提高了机器人的定位精度。     

基于电磁波及超声波联合测距的井下定位方法

研究煤矿井下电磁波、超声波联合定位方法,根据井下巷道的空间结构特点,由锚节点和网关节点形成无线传输网络,网关节点布置在巷道的端点,锚节点一字排开等间距吊挂在巷道顶部中央,使巷道内任意位置都至少有两个锚节点接收到移动节点发射的电磁波信号。 移动节点通过判别锚节点电磁波信号强度确定移动节点与锚节点的位置关系;移动节点采用基于超声波的TOF检测方法进行巷道横向测距,移动节点和锚节点节采用基于电磁波信号强度的对数-常态分布模型进行巷道纵向测距,最终确定移动节点的二维坐标。 仿真结果表明,提出的定位方法误差较小,超声波在巷道横向的测距误差很小,巷道纵向50 m范围内,最大误差不超过5 m。 联合定位方法使用少数锚节点获得高定位精度,可以应用于煤矿井下。      

应用三个移动锚节点的非测距定位方法

针对使用单个移动锚节点的非测距定位方法精度较低的问题,提出一种使用三个移动锚节点的非测距定位方法:三个锚节点在移动过程中相对位置不变,并周期性广播数据包,而未知节点利用接收到的具有相同时间戳的两个或者三个锚节点信息进行质心定位.采用Scan作为信标的移动路径,并使用OMNET++进行了仿真实验,结果表明,该方法比使用单个移动锚节点提高了定位精度,且不受节点部署密度的影响.     

传感器网络节点的微粒群定位算法

为了进一步提高无线传感器网络未知节点定位精度,以微粒群算法为理论基础,加入传感器网络的特征,提出微粒群定位算法。该算法依据未知节点接收到的到锚节点的距离信息,直接搜索出未知节点的位置。实验结果表明微粒群定位算法拥有更高的定位精度,并且抗测距误差更强的优点。     

基于改进的RSSI的车间移动节点MCL算法

针对蒙特卡罗定位（MCL）算法在无线传感网络定位精度和取样效率中存在的不足,提出了一种基于接收信号强度指示（RSSI）改进的MCL算法（R-MCL算法）,并对车间移动节点进行定位.通过分析车间移动资源的移动规律,引入RSSI模型测距预测,减少取样区域,从而提高了取样效率和定位精度.仿真结果表明,R-MCL算法在定位精度、收敛速度和计算量等方面的性能均有提升.     

RSSI模型参数动态修正的协作定位算法

提出一种结合接收信号强度指示(RSSI)模型参数动态修正和协作定位的RSSI改进算法.首先,利用高斯滤波对RSSI值进行优化,根据锚节点间的距离和RSSI值动态修正RSSI模型参数;然后,利用共线度有效阈值选取适合定位的锚节点组,由加权三边定位法得到节点坐标;最后,引入协作定位,利用锚节点置换策略自适应地选取已定位节点进行升级,升级节点作为锚节点参与协作定位.实验结果表明:在相同的环境下,RSSI改进算法较其他算法能有效降低测距误差,提高未知节点的定位精度.     

使用移动锚节点的传感器网络节点定位算法

提出一种利用移动锚节点、基于小生境粒子群的定位算法NPLA.普通待定位节点使用基于小生境思想的粒子群算法(PSO),根据接收到锚节点信号的信号强度(RSSI)值进行最优的自身位置估计.算法支持锚节点可按预定或随机路径移动,且可同时作为收集数据和管理网络的汇聚节点.所提算法具有分布式计算、实现简单及硬件需求低等特点,适合在大规模无线传感网中应用.仿真表明NPLA定位精度较以往算法有明显提高.     

基于Voronoi图的无线传感器网络节点定位改进算法

在基于Voronoi图的定位算法中,因使用了接收到锚节点的接收信号强度(RSSI)而影响定位精确性.本文对Voronoi图定位算法进行改进,修正了RSSI的大小顺序,充分利用了收到的锚节点信息,实现了减少Voronoi区域交集为空的可能性,增加了定位精确性,使该算法可以适用于非视距、anchor节点稀少的环境.     

无线传感器网络中最优分割圆定位算法

为提高无需测距定位算法精度,提出一种最优分割圆定位(OPCL)算法.以节点通信半径做分割圆,将待定位节点附近的锚节点分割为圆内及圆外两部分,定义匹配函数以量化衡量分割结果与实际一、两跳锚节点集合的匹配程度.在一定搜索范围和搜索粒度下,取最优分割圆的圆心作为目标位置.算法综合利用了节点连通性约束及非连通性约束.仿真结果显...     

基于WSNs的模糊三角形定位模型研究

针对现有range-based定位模型与range-free定位模型存在的问题——定位精度低、定位延迟大、复杂度高和节点密度大等特点,提出了一种基于模糊识别的非测距定位模型.该模型首先在定位空间内设置若干个样本点,然后将无线传感器网络的信号强度与模糊数学的思想相结合,通过计算未知点与各个样本点的贴近度来获取该点的位置信息,该方法简化了坐标求解.最后借助几何解析与NS-2仿真手段对该模型进行了验证,结果表明模糊三角形定位模型具有较高的性能.     

Cooperative Nodes Localization for Three-Dimensional Underwater Wireless Sensor Network Based on Weighted Centroid Localization Algorithm

The underwater wireless sensor network(UWSN) has the features of mobility by drifting,less beacon nodes,longer time for localization and more energy consumption than the terrestrial sensor networks,which makes it more difficult to locate the nodes in marine environment.Aiming at the characteristics of UWSN,a kind of cooperative range-free localization method based on weighted centroid localization(WCL) algorithm for three-dimensional UWSN is proposed.The algorithm assigns the cooperative weights for the beacon nodes according to the received acoustic signal strength,and uses the located unknown nodes as the new beacon nodes to locate the other unknown nodes,so a fast localization can be achieved for the whole sensor networks.Simulation results indicate this method has higher localization accuracy than the centroid localization algorithm,and it needs less beacon nodes and achieves higher rate of effective localization.     

基于细菌觅食算法和跳段校正的无线传感器网络定位算法

对目前应用较为广泛的DV-Hop 定位算法进行了分析,针对其在跳段估计及位置计算中的不足,提出了一种基于细菌觅食算法（BFA）和跳段校正的定位算法BFA-HC.该算法首先根据接收信号强度指示（RSSI）阈值优化节点间的跳数,在此基础上基于最小均方误差准则计算锚节点的平均每跳距离,当未知节点获得3 个或以上锚节点的距离后应用细菌觅食算法进行位置估计.仿真结果显示,BFA-HC 算法在不同网络规模、不同网络连通度及不同锚节点比例条件下均可以显著提高传感器网络节点的定位精度.     

一种改进的加权质心定位算法

针对无线传感器网络质心定位算法精度不高的问题,提出了一种利用信号强度比值的加权质心定位算法(RR-WCL).系统中的信标节点周期性地发送自身信息,未知节点在收到信标节点的信息之后只记录同一个信标节点的信号强度均值,在收到超过阈值的信标信息后,建立信标节点集合、信号强度集合和信标节点位置集合,最后将未知节点接收到的信标节点信号强度的比值作为加权因子进行定位.仿真和真实系统实验结果表明,RR-WCL算法在不同环境下表现稳定,随着信标节点数目的增加,与质心算法相比,其定位精度可提高6.4%～37.25%,与加权质心算法相比,其定位精度可提高5.12%～11.23%.     

无线传感器网络质心定位算法研究

质心算法是无线传感器网络中一种典型的无需测距定位算法。针对不同节点个数、锚节点个数、锚节点单位时间内发送信息的个数以及阈值对定位性能具有较大影响的问题,系统仿真了在固定监测区域内上述参数与定位误差、定位率以及定位时间的关系。通过仿真结果分析得出未知节点的邻锚节点个数是影响定位率及定位精度的主要因素,另外在确保较高定位率的基础上,在固定监测区域内存在较优的参数设置。仿真结果表明,参数优化后的质心算法有效的提高了定位精度及定位率。     

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)。     

改进型无线传感器网络的质心定位方法

针对传统质心定位算法定位精度受锚节点密度影响大,但锚节点成本高而不能大量使用的问题,采用移动锚节点,引入高斯马尔科夫移动模型对锚节点移动路线进行规划,使锚节点在待测区域内随机移动形成更多的虚拟锚节点,代替传统定位算法中的锚节点,提高了质心定位算法中对未知节点的覆盖率与定位精度.仿真结果表明,该方法有效且能应用于大型无线传感器网络定位.