室内无线传感器网络中移动节点的改进质心定位算法

目前室内定位方法往往精度不高,价格也较为昂贵.文章介绍一种传统的质心定位算法,并且提出一种基于参考点计算质心的改进室内移动节点质心定位算法.仿真结果表明,该方法能够有效提高节点的定位精度.     

单个锚节点的路径规划机制及定位方法研究

为使锚节点在定位中距离待定位节点更近,从而更精确定位,提出单个锚节点的禁忌搜索与分簇相结合的路径规划机制.该机制充分利用待定位节点的分簇信息,优先将簇头点作为锚节点移动的目标点.针对单个锚节点在路径规划机制下的移动,提出利用RSSI测距与AOA角度定位相结合的定位方法.仿真结果表明:与禁忌搜索路径规划机制相比,该机制可以使待定位节点与距其最近的信标点的距离更短;与质心定位算法和DV-HOP定位算法相比,本文方法的定位精度和定位时间都有很大提高.     

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.     

基于测距权重的蒙特卡罗定位改进算法

针对传统蒙特卡罗定位算法采样效率低,对锚节点密度要求高的特点,本文基于蒙特卡罗定位算法MCL提出一种改进的移动传感器网络的节点定位算法IMCB.该算法利用历史锚节点信息和RSSI测距,以及运动模型的改进对待定位节点的位置采样范围进行了进一步限制,对有效采样点的权重进行了区分.仿真结果表明:该算法的定位精度相比MCB算法提高了16.6%.     

基于移动锚节点的无线传感器网络节点定位算法

针对移动锚节点的定位问题,提出一种基于3个移动锚节点的与距离无关的定位算法,该算法具有避开因测量距离的需要而导致的高硬件成本和高能耗等的功能.主要思想是3个锚节点规则移动遍历整个传感区域,移动过程中实现未知节点的定位.仿真实验结果表明,该算法能够提高节点的定位精度.     

基于移动锚节点的粒子群优化定位算法

在无线传感器网络的一些应用环境中,无线信道损耗模型参数未知,无法直接基于RSSI测距定位。本文针对这类应用环境,研究并提出基于移动锚节点的粒子群优化定位算法,利用移动锚节点代替传统典型算法中的静态锚节点,并将节点定位问题抽象为非线性约束优化问题,利用粒子群优化技术求解定位。仿真、分析结果证明,该算法定位精度较高,对环境噪声变化具有较强的适应能力。     

基于三重修正的WSN节点定位方法

由于无线传感器网络中需要对未知节点定位,但是传统定位方法存在定位精度低的缺点。为了有效应对传感器网络定位误差较大的问题,该文提出一种基于三重修正的定位算法。首先,给出了新的计跳机制计算公式;然后,结合质心定位算法来计算未知节点的跳距;再利用最小二乘法对未知节点与锚节点间的距离矩阵进行修正;最后,利用高斯牛顿法对未知节点与锚节点所组成的非线性方程组进行优化求解。另外,再通过Matlab进行仿真实验,分析了不同因素对定位误差的影响。通过对比其他3种定位算法的定位效果,验证了该文所提算法能够有效提高定位精度。     

基于iBeacon的室内定位算法优化研究

针对无线传感网络中室内定位算法定位精度不高、算法收敛慢的问题,依托基于BLE 4.0的iBeacon基站设备,为提升室内定位算法精度和效率,提出IIDWC定位算法。该算法结合基于测距的RSSI技术、加权质心算法和倒数距离加权插值定位思想,在确定多个广播重叠区域加权质心坐标及其权重系数的过程中,反复利用倒数距离加权插值方法,通过提升关键锚节点在确定加权质心坐标过程中的重要性,进一步优化权重系数,在仿真环境中提升了定位精度和收敛速度。通过合理设置锚节点的功率、通信半径、部署密度和测量时间,该算法的定位精度能够达到0.8 m,满足了多数室内定位场景的技术要求。     

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。     

基于临时锚节点的改进蒙特卡罗节点定位算法

针对当前移动无线传感器网络节点定位算法中存在的定位过程需要大量锚节点参考定位、定位成本过大、采样效率过低及计算能耗过大的问题,提出一种基于临时锚节点的改进蒙特卡罗节点定位算法.首先基于一跳范围内的锚节点和选择的普通节点作为临时锚节点进行定位,构建了节点的初始采样区域,以提高定位精度和定位覆盖率,然后通过新的重采样方式节...     

一种无线传感器网络节点自定位新算法

节点自定位是无线传感器网络应用的关键。质心算法是基于距离无关的定位技术,但其定位精度不高。本文提出一种虚拟锚节点定位算法,具体方法是在不增加锚节点密度的情况下,首先根据未知节点与其周围定位的锚节点之间的几何约束关系,确定该未知节点的可能出现的区域位置;其次,根据节点之间的几何约束,确定出虚拟锚节点的坐标范围,最后,在已经划定的可能区域内,采用最小二乘法寻求虚拟锚节点与未知节点之间距离差的最小值,以该数值对应的坐标值作为所定位的未知节点的坐标值。仿真结果表明,采用虚拟锚节点算法能够实现未知节点的定位,并能有效提高定位精度。     

Path Planning for Mobile Anchor Node in Localization Based on Ad-Hoc Localization Algorithm

For mobile anchor node static path planning cannot accord the actual distribution of node for dynamic adjustment. We take advantage of the high localization accuracy and low computational complexity of ad-hoc localization system( AHLos)algorithm. This article introduces mobile anchor nodes instead of the traditional fixed anchor nodes to improve the algorithm. The result shows that, through introduce the mobile anchor node, the information of initial anchor nodes can be configured more flexible.Meanwhile,with the use of the approximate location and the transition path,the distance and energy consumption of the mobile anchor node is greatly reduced.     

基于功率控制的无线传感器网络节点定位算法

针对野外大面积区域、不需要知道节点精确位置的应用场合,提出一种基于功率控制的节点定位算法。采用功率控制方式,分别由3个基站形成包含未知节点的3个圆环,通过计算由3个圆环形成的交叉区域的质心来实现未知节点的定位。仿真结果表明:在方圆800 m范围内,算法的绝对定位误差可达到8 m以下,可定位节点覆盖度可达99%以上。算法的定位精度和可定位节点覆盖度随划分的基站广播功率等级数的增大而提高。该算法不需要部署锚节点,节点间也无须进行信息交换,具有较高的实用性。     

基于DV-Hop误差修正的煤矿井下人员定位算法

为了提高无线传感器网络的节点定位精度,提出了基于DV-Hop误差修正的质心定位算法.针对煤矿井下巷道的线型结构,首先提出信标节点以均匀间隔交叉分布的模型,再根据各个信标节点平均每跳的距离误差以及平均每跳的单位距离误差,对离未知节点最近的3个信标节点之间的距离进行2次修正,最后利用3圆交点的质心定位算法进行定位.仿真结果表明,该算法比目前的定位精度提高1m左右,比较适合煤矿井下这种特定的线型结构.     

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)。     

一种基于残差分析过滤的安全定位算法

在无线传感网络节点定位中,恶意锚节点的出现会降低网络定位性能,为了解决这个问题,根据节点定位过程中的恶意锚节点攻击特性和定位计算中的残差问题,提出一种基于残差分析和过滤的无线传感网络安全定位算法.建立了基于距离的安全定位模型,对网络定位中的残差问题进行了分析,并且通过残差特性过滤掉网络中恶意锚节点,利用剩余锚节点信息和梯度下降法对未知节点实现高精度定位.仿真表明,此算法在多个性能指标下都能取得相对较高的定位精度,并且在高强度的恶意攻击下也能保持较高的定位性能.此算法不但能有效地抵御恶意攻击对节点定位的破坏,还显著地加强了网络的定位安全性.     

无线传感器网络的三边定位改进算法

在研究三边定位法的基础上,提出了一种借助虚拟锚节点定位方法.首先根据未知节点与其周围定位的锚节点之间的几何约束关系,确定该未知节点可能出现的区域位置;其次,根据节点之间的几何约束,确定出虚拟锚节点的坐标范围,最后,在已经划定的可能区域内,采用最小二乘法寻求虚拟锚节点与未知节点之间距离差的最小值,以该数值对应的坐标值作为所定位的未知节点的坐标值.仿真结果表明,虚拟锚节点能够有效实现未知节点的定位,并用最小二乘法改进了未知节点的定位效果     

一种基于凸优化的WSN障碍环境下定位算法

针对传统DV hop算法定位精度较低及定位环境中物体阻碍信息传播导致节点定位失效的问题, 提出一种适用于障碍环境下的高精度定位改进算法. 首先引入一个考虑定位节点的最小跳数误差修正值, 通过该值筛选参与定位的锚节点, 进而优化锚节点的平均跳距; 然后利用三角函数结合两锚节点间的准确距离共同计算未知节点到锚节点的距离; 最后通过对未知节点的位置进行凸优化计算, 使得节点间的数据传播具有最优路径, 优化定位过程, 提高定位精度. 仿真实验结果表明, 改进算法不仅解决了在无线传感器网络障碍环境下难定位的问题, 还可有效提高未知节点的定位精度.     

一种基于局部信息最小二乘法的节点定位算法

针对一些面积较大、节点分布密度过低的实际应用场景中,由于节点间距离测量误差过大而导致定位算法结果精度较低的问题,提出一种根据各邻居节点相关信息划分为若干个局部网络块的节点定位算法.该算法首先将无线传感器网络节点定位技术与机器学习领域中的降维方法相结合;然后根据节点间的距离越近,测量精度越高的规则及在一定通信半径内的各邻居节点相关信息共建网络块;最后将网络块组建成全局坐标系,利用全局构建以及锚节点的具体信息映射出各节点的坐标.仿真实验结果表明,该算法较其他节点定位算法在节点定位精度方面表现更优.     

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%.