无线传感器网络DV-Hop定位算法研究与改进优化

发布时间：2020-05-30 21:38

【摘要】：随着集成电路、微电机等硬件技术迅速成长起来,传感器也不断的增强与更新,使得无线传感器网络逐渐渗透到人们的日常生活中。例如智能家居、交通控制、农业生产等多个领域。何时何地发生了何事,是人们了解事件的重要前提,无线传感器网络亦是如此,定位信息对于监测数据往往起到了关键的作用,只有明确了数据获取的位置,才能够针对数据采取相应的处理措施。在无线传感器网络Range-Free定位算法中,DV-Hop作为代表算法之一,应用广泛、易于扩展并且受约束的条件更少,能够符合相关应用场景所要求的定位效果,所以得到了广泛的应用与研究。但监测区域中随机播撒的传感器节点拓扑结构往往是不规则的,区域内节点的稀疏程度也有差别,这就使得估算出的跳数信息与平均跳距产生些许误差。针对DV-Hop中不合理之处,本文将重点对跳数与跳距信息就行优化,提升DV-Hop的定位效果。本文所做的工作和主要内容如下:对定位技术的相关理论、关键技术及性能评价标准等多方面进行论述,主要对DVHop及相关研究者的相关成果进行分析,并针对DV-Hop算法跳距估算误差积累所导致的定位精度问题,提出一种基于全局跳数优化与跳距误差修正的DV-Hop改进算法。该算法首先利用节点的通信半径与影响节点跳数的相关参数对全局跳数值进行协同优化,以使节点间的跳数趋于合理;然后根据最佳指数的最小均方误差准则计算平均跳距,并与单跳平均误差共同修正平均跳距,以进一步降低平均跳距的误差。实验结果表明,改进措施能够有效的降低误差累积的影响,提升未知节点的定位准确度,对比DV-Hop与相关文献,定位效果更好。为了降低跳距多次累加所带来误差,改善DV-Hop的定位效果,提出了基于误差加权与理想跳距协同优化的DV-Hop改进算法。该算法首先定义理想状态下的平均跳距,设立了理想差值系数,对节点平均跳距进行优化,然后利用权值求和的方式再次优化平均跳距,使平均跳距趋于合理,从而提升定位效果。通过仿真并对比,该算法能够有效改善跳距误差累积的问题,对比DV-Hop具有更好的定位精度。
【图文】：

WSN结构

第二章 无线传感器网络及其节点定位技术：两节点相互通信中每一跳的平均距离，普遍的计算方法是先过程所需的跳数值。或非视距关系（Light of Sight or Nor Light of Sight，LOS or NL物阻挡，能够直接进行信息交换，后者是有障碍物且不能直接Connectivity）：在通信范围内能够与之连通的节点数量的总和位置的计算方法 中未知节点坐标信息的获取，通常是利用自身与通信范围内锚节点的边角关系求得，经常使用到节点坐标信息估算的方式主测量法 中，设系统已经获取三个锚节点 A、B、C 的位置信息为( 1x , y为待测节点，位置坐标即( )x, y，如图所示。
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.5;TP212.9

【参考文献】

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相关硕士学位论文 前2条

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本文编号：2688763