改进的无线传感器网络三边质心定位算法

发布时间：2021-11-27 04:08

　　节点定位是无线传感器网络的关键技术之一,它可以使观察者迅速找到数据源的坐标位置.基于接收信号强度指示（RSSI）的三边质心定位技术由于算法简单、成本低、无需太多锚节点而被广泛使用.但传统的三边质心定位技术容易受到周围环境、障碍物、信号噪声等影响,导致算法误差较大,定位精度不够.本文提出了改进的三边定位算法,通过模糊C均值聚类方法对锚节点向未知节点发射的RSSI信号进行聚类,消除小概率大干扰的噪声信号,根据相对准确的RSSI值计算未知节点和锚节点的距离,然后通过参考点加权质心定位算法寻找参考点对未知节点进行精确定位.仿真结果表明,改进后的算法减小了RSSI测距误差,提高了无线传感器网络的节点定位精度. 

【文章来源】：小型微型计算机系统. 2020,41(06)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

三边定位算法原理

根据文献[18]，未知节点接收到的RSSI值越大表明信号衰减越小，与发射信号的锚节点间距越小，所受环境和障碍物的影响也将越小，并且当3个锚节点的位置近似成等边三角形时，定位更准确．距离越近、RSSI值越大的锚节点在计算未知节点的位置时应有更大的决定权[19]．所以，三个锚节点的选择条件是发射到未知节点的RSSI信号应尽量大，且三个锚节点的位置不接近一条直线．本文提出双集合组合法挑选符合条件的锚节点，具体步骤如图2所示．WSN中所有锚节点向未知节点发送RSSI信号，未知节点按信号强度对RSSI从大到小排序，例如:{RSSI1,RSSI2，…，RSSIN}，N为未知节点接收到RSSI信号的个数，即通信范围内所有锚节点的个数．未知节点选中其中最大的三个RSSI:RSSI1,RSSI2,RSSI3，由于对应锚节点的位置是已知的，例如:(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)，可以计算任意两个锚节点连接直线方程的斜率:

所以在P21顺时针到P31这段弧上，满足参考点条件公式的A点有且只有一个，且位于弧D2D3上．A就是我们所求的以M1为圆心d1为半径定位圆上的参考点．同理可求得另外两个参考点，且这两个参考点位于弧D1D2和弧D1D3上．至此，ΔM1M2M3内唯一的三个参考点(xr1,yr1),(xr2,yr2),(xr3,yr3)已求得，且均位于区域SD1D2D3的三段弧上．证明毕．5 实验仿真结果分析


本文编号：3521532