秸秆焚烧定位系统中的DV-Hop算法的改进
发布时间：2020-02-17 03:49
【摘要】：焚烧秸秆会对大气产生严重污染,危害人体健康,及时准确获得焚烧秸秆的位置信息显得尤为重要。这对秸秆焚烧定位系统的定位精度要求很高。传统的DV-Hop算法定位误差很大,秸秆焚烧定位系统中采用一种基于最小均方误差准则的DV-Hop改进型算法,能够有效提高定位精度,其主要分为两个方面,一种是使用均方差的方法求解平均每跳距离,另一种是用传统方法算出平均每跳距离之后采用加权平均的方式求得加权平均每跳距离。在Matlab仿真测试中表明,在同样的参考节点环境中,改进后算法的定位精度比改进前的有大幅度提高。
【图文】：
参考节点比例0.4时，对未知节点的定位误差可以将到最低，实现相对较好的定位精度。5结束语本文分析了无线传感网络中经典的无需测距的算法DV-Hop算法，针对它在计算未知节点平均网络跳距的这个步骤上的缺陷，运用了最小均方误差准则的方式重新进行修正节点的平均网络跳距，使计算得到的未知节点平均每跳距离与实际的每跳距离之间的误差更小，提高节点定位精度。从仿真实验中可以看出，在参考节点密度较低，参考节点比例很小的情况下，改进型DV-Hop算法在对系统未知节点的定位精度、定位误差有着显而易见的优势。图2100个网络节点的随机分布图1009080706050403020101020304050607080901000区域宽度/dm信标节点未知节点区域长度/dm图3节点平均定位误差三种算法比较（节点数100，r=15m）DV-Hop算法改进算法1改进算法2参考节点比例0.10.20.30.40.50.61110987654平均定位误差/m参考节点比例0.10.20.30.40.50.61110987654平均定位误差/m图4节点平均定位误差三种算法比较（节点数100，r=20m）DV-Hop算法改进算法1改进算法2DV-Hop算法改进算法1改进算法2参考节点比例0.10.20.30.40.50.61110987654平均定位误差/m图5节点平均定位误差的三种算法比较（节点数100，r=25m）图6参考节点比例与定位精度之间的关系（节点数100，r=15m）0.450.400.350.300.250.20DV-Hop算法改进算法1改进算法2参考节点比例0.10.20.30.40.50.6平均定位精度图7参考节点比例与定位精度之间的关系（节点数100，r=20m）0.450.400.350.300.250.20DV-Hop算法改
ineeringandApplications计算机工程与应用置，节点被布置在100×100的监测网络环境中，实验在相同的节点通信半径条件下，依次改变系统中参考节点的比例，比较两种改进后的算法和传统的算法对未知节点定位性能的好坏。4.3仿真结果分析4.3.1参考节点比例对平均定位误差的影响在网络系统中节点通信半径大小依次选取为15m，20m，25m的情况下，通过改变网络区域中参考节点的比例，观察其对节点平均定位误差的影响。在仿真结果图中，横轴代表参考节点在网络系统中所占的比例，纵轴代表了网络系统中节点的平均定位误差。从图3到图5中可以看到，比较传统的DV-Hop算法和改进型的DV-Hop算法，在一样的参考节点浓度和节点通信半径的情况下，在平均定位误差方面，改良后的算法性能方面总体上要优于传统的算法。4.3.2参考节点比例对定位精度的影响在网络环境内节点的总个数为100，节点通信半径的大小依次选取15m，20m，25m时，改变参考节点的比例大小，依次选取参考节点比例的大小为0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，来比较节点的平均定位精度。从仿真图6到图8中，，可以看出，在系统节点总数和每个节点的通信半径相同的条件下，在平均定位精度这个性能指标上，这三种算法都随着参考节点的比例逐渐增大，定位精度越来越高的趋势。本文基于最小均方误差准则的DV-Hop改进型算法I和II显而易见要优于原来的DV-Hop算法。从以上两组实验中可以看出，网络环境中选取参考节点比例0.4时，对未知节点的定位误差可以将到最低，实现相对较好的定位精度。5结束语本文分析了无线传感网络中经典的无需测距的算法DV-Hop算法，针对它在计算未知节点平均网络跳距的这个步骤上的缺陷，运用了最小均方误差准则的方式重新进行修正节点的平均网络跳距，使计算得
【图文】：
参考节点比例0.4时，对未知节点的定位误差可以将到最低，实现相对较好的定位精度。5结束语本文分析了无线传感网络中经典的无需测距的算法DV-Hop算法，针对它在计算未知节点平均网络跳距的这个步骤上的缺陷，运用了最小均方误差准则的方式重新进行修正节点的平均网络跳距，使计算得到的未知节点平均每跳距离与实际的每跳距离之间的误差更小，提高节点定位精度。从仿真实验中可以看出，在参考节点密度较低，参考节点比例很小的情况下，改进型DV-Hop算法在对系统未知节点的定位精度、定位误差有着显而易见的优势。图2100个网络节点的随机分布图1009080706050403020101020304050607080901000区域宽度/dm信标节点未知节点区域长度/dm图3节点平均定位误差三种算法比较（节点数100，r=15m）DV-Hop算法改进算法1改进算法2参考节点比例0.10.20.30.40.50.61110987654平均定位误差/m参考节点比例0.10.20.30.40.50.61110987654平均定位误差/m图4节点平均定位误差三种算法比较（节点数100，r=20m）DV-Hop算法改进算法1改进算法2DV-Hop算法改进算法1改进算法2参考节点比例0.10.20.30.40.50.61110987654平均定位误差/m图5节点平均定位误差的三种算法比较（节点数100，r=25m）图6参考节点比例与定位精度之间的关系（节点数100，r=15m）0.450.400.350.300.250.20DV-Hop算法改进算法1改进算法2参考节点比例0.10.20.30.40.50.6平均定位精度图7参考节点比例与定位精度之间的关系（节点数100，r=20m）0.450.400.350.300.250.20DV-Hop算法改
ineeringandApplications计算机工程与应用置，节点被布置在100×100的监测网络环境中，实验在相同的节点通信半径条件下，依次改变系统中参考节点的比例，比较两种改进后的算法和传统的算法对未知节点定位性能的好坏。4.3仿真结果分析4.3.1参考节点比例对平均定位误差的影响在网络系统中节点通信半径大小依次选取为15m，20m，25m的情况下，通过改变网络区域中参考节点的比例，观察其对节点平均定位误差的影响。在仿真结果图中，横轴代表参考节点在网络系统中所占的比例，纵轴代表了网络系统中节点的平均定位误差。从图3到图5中可以看到，比较传统的DV-Hop算法和改进型的DV-Hop算法，在一样的参考节点浓度和节点通信半径的情况下，在平均定位误差方面，改良后的算法性能方面总体上要优于传统的算法。4.3.2参考节点比例对定位精度的影响在网络环境内节点的总个数为100，节点通信半径的大小依次选取15m，20m，25m时，改变参考节点的比例大小，依次选取参考节点比例的大小为0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，来比较节点的平均定位精度。从仿真图6到图8中，，可以看出，在系统节点总数和每个节点的通信半径相同的条件下，在平均定位精度这个性能指标上，这三种算法都随着参考节点的比例逐渐增大，定位精度越来越高的趋势。本文基于最小均方误差准则的DV-Hop改进型算法I和II显而易见要优于原来的DV-Hop算法。从以上两组实验中可以看出，网络环境中选取参考节点比例0.4时，对未知节点的定位误差可以将到最低，实现相对较好的定位精度。5结束语本文分析了无线传感网络中经典的无需测距的算法DV-Hop算法，针对它在计算未知节点平均网络跳距的这个步骤上的缺陷，运用了最小均方误差准则的方式重新进行修正节点的平均网络跳距，使计算得
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