基于飞蛾捕焰优化的无线传感器网络节点定位算法研究

发布时间：2020-05-04 06:38

【摘要】：随着无线通信、传感、微机电等技术的快速发展,具有低功耗、高度自主性等特征的无线传感器网络,已在环境监测和保护、医疗护理、军事、智能交通等领域得到了广泛应用,这些应用中,提高节点的定位精度是无线传感器网络的关键技术之一。本文将一种新的元启发式飞蛾捕焰优化算法应用到了无线传感器网络节点定位中,改进了一种基于飞蛾捕焰优化的无线传感器网络节点定位算法,论文主要研究内容与成果如下:(1)改进了一种基于飞蛾捕焰优化的节点定位算法。在测量获得节点之间的距离后,将节点通信范围近似表示为一个正方形,进而基于迭代定位思想,给出了具有不同定位参数点个数的搜索空间确定方法,然后各个未知节点自主采用飞蛾捕焰优化算法估算自身位置。(2)给出了飞蛾捕焰优化算法的两个重要参数——飞蛾个数(也是火焰个数)和迭代次数——的选择策略。在一个未知节点的通信范围内,随机部署若干个锚节点,设定不同的仿真参数(包括通信半径、锚节点个数、测距误差),产生若干测试用例,最终通过比较定位精度来确定不同场景下的最佳参数选择策略。(3)对所改进的算法进行了仿真实验,在一个部署区域内,随机部署若干个锚节点、未知节点,然后设置测距误差、通信半径等各种实验参数,通过分析定位误差的平均值、均方差比较定位性能。仿真结果表明,基于飞蛾捕焰优化的节点定位算法能够较大程度地提高未知节点的定位精度,比最小二乘法具有更高的定位精度。
【图文】：

型传感器节点组成的，无线传感器网络的主要功能是对被感知对象的信息进行协逡逑作式地感知、采集和处理，最终将获得的信息发送给用户。ＷＳＮ的基本体系结构逡逑［４６］如图２．１所示。通常，为完成管理者或者终端发给的一些特殊任务，这些节点逡逑通过互相协作来完成局部区域的数据采集，，最后再将这些信息路由转发给管理者逡逑或者信息处理中心［４７］。汇聚节点一般位于监测区域外，相比于传感器节点，它们逡逑具有较大的存储空间、较多的能量以及较长的寿命等特点。它们的主要作用包括逡逑数据操作指令的发布，网络环境状态的监测。ＷＳＮ可以通过这些微型传感器来对逡逑信息进行收集、处理、存储、发送等操作。逡逑＼传感器网结崣信道逡逑＇７＇逦点逦信息处理中心逡逑传感器节点逡逑图２．１邋ＷＳＮ基本的组织结构逡逑Ｆｉｇ．２．１邋ＷＳＮ邋ｂａｓｉｃ邋ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑如图２．２所示，传感器节点结构主要由处理器模块、能量供应模块、传感器模块和无线通信逡逑模块等四大模块组成。图中能量供应模块指的是传感器节点内置的微电池，这些微电池主要逡逑是用来为传感器节点供应能量的；传感器模块主要是收集来自目标环境中的一些物理信号等，逡逑６逡逑

东科技大学硕士学位论文逦无线传感器网络及定位技术逡逑外它还负责把原始信号处理后发送理器模块上；处理器模块作为传感器节点结构中逡逑关键的一部分，它主要负责所有节点的数据存储、任务管理等功能；无线通信逡逑块主要负责节点间的通信。逡逑传感器模块逦！逦－｜逦无线通信模块逡逑逦逦逦
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP212.9;TN929.5;TP18

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本文编号：2648248