基于跳距誤差修正和粒子群優(yōu)化的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法研究.pdf

1、隨著傳感器技術(shù)的進(jìn)步和嵌入式設(shè)備的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開始大規(guī)模普及。傳感器網(wǎng)絡(luò)因其節(jié)點(diǎn)低成本、低能耗、多功能的特點(diǎn)，在軍事國防、城市管理、搶險(xiǎn)救災(zāi)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在絕大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中，傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取的信息與節(jié)點(diǎn)自身的位置息息相關(guān)，在缺少節(jié)點(diǎn)自身位置信息的情況下，傳感器節(jié)點(diǎn)獲取到的信息沒有任何意義。而由于傳感器網(wǎng)絡(luò)的特殊性，傳感器節(jié)點(diǎn)往往是通過飛機(jī)隨機(jī)撒播在待監(jiān)測區(qū)域，這樣就無法得知節(jié)點(diǎn)具體的位置信息，我們只能采

2、用一些算法通過少數(shù)已知位置的節(jié)點(diǎn)來定位網(wǎng)絡(luò)中其余的未知節(jié)點(diǎn)。
　　 本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本特點(diǎn)，然后介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中定位算法的原理、技術(shù)特點(diǎn)及基本計(jì)算方法，對定位算法的分類做了說明，并對基于測距和與距離無關(guān)的不同算法的定位性能進(jìn)行了分析;在此基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)研究了與距離無關(guān)的DV-Hop定位算法，在深入研究DV-Hop算法的基礎(chǔ)上，針對DV-Hop定位算法的不足，對DV-Hop基本算法進(jìn)行了改進(jìn)。
　　

3、 本文提出了一種基于跳距誤差修正和粒子群優(yōu)化的DV-Hop改進(jìn)算法。改進(jìn)算法針對DV-Hop基本算法中估計(jì)距離誤差較大的不足，通過計(jì)算使錨節(jié)點(diǎn)實(shí)際距離與估計(jì)距離差值最小化，同時(shí)引入加權(quán)因子，改進(jìn)了原始DV-Hop算法中計(jì)算平均每跳距離公式;針對未知節(jié)點(diǎn)計(jì)算坐標(biāo)時(shí)受估算距離誤差影響，坐標(biāo)位置可能存在較大偏差的不足，引入了粒子群優(yōu)化算法，并對基本的粒子群算法做了改進(jìn)，通過對粒子群算法中學(xué)習(xí)因子的自適應(yīng)改變，加強(qiáng)了種群前期的選擇多樣性以及后期

4、的收斂速度，提高了粒子群算法的性能。在此基礎(chǔ)上將粒子群算法和節(jié)點(diǎn)定位算法相結(jié)合，通過粒子群算法對未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行迭代優(yōu)化，從而提高了定位精度。
　　 最后，本文通過仿真實(shí)驗(yàn)分析了改進(jìn)算法的性能。仿真實(shí)驗(yàn)表明:相比基本DV-Hop定位算法，在不同測距誤差、不同節(jié)點(diǎn)數(shù)、不同錨節(jié)點(diǎn)數(shù)、不同錨節(jié)點(diǎn)比例和不同節(jié)點(diǎn)通信半徑的條件下，改進(jìn)后的算法都有更好的定位效果，且能保證較高的定位覆蓋率。這說明改進(jìn)后的算法具有更好的抗誤差性、收斂性和穩(wěn)定