基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位算法的研究與仿真.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，微型電子生產(chǎn)技術(shù)，無(wú)線通信設(shè)備技術(shù)，嵌入式低功耗系統(tǒng)和片上系統(tǒng)得到快速發(fā)展，目前通信方式發(fā)生翻天覆地的變化，從有線通信到無(wú)線通信，從2G到3G，4G，5G無(wú)線技術(shù)的爆炸式發(fā)展，給人類(lèi)的信息傳遞和交流帶來(lái)了新的革命，目前人類(lèi)可以方便使用4G手機(jī)進(jìn)行流暢上網(wǎng)，得益于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速革新。
　　而無(wú)線通信系統(tǒng)中，非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感器(Wreless Snsor Ntworks，WSN)，WSN是一種

2、一種分布式的傳感器網(wǎng)絡(luò)，除了無(wú)線通信，在物聯(lián)網(wǎng)，軍事，醫(yī)療，環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，也常常使用無(wú)線傳感器來(lái)進(jìn)行定位。對(duì)于傳感器形成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，由于傳感器的節(jié)點(diǎn)能量有限，同時(shí)通訊能力受限，傳感器節(jié)點(diǎn)分布密集和隨機(jī)，節(jié)點(diǎn)之間的距離是不固定的，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行布置，節(jié)點(diǎn)分布完全無(wú)規(guī)律，因此需要復(fù)雜的算法進(jìn)行傳感器的位置進(jìn)行定位。
　　常見(jiàn)的傳感器定位算法分為兩種，分別是測(cè)距依賴(lài)的算法和非測(cè)距依賴(lài)的算法，一般由于測(cè)距依賴(lài)的算法定位更加精確，本

3、文采用測(cè)距依賴(lài)的算法，測(cè)距依賴(lài)的算法分為四種:TOA，TDOA，RSSI，TOF。而非測(cè)距的算法又分為兩類(lèi)，分別是基于鄰居關(guān)系的Centroid算法，Bounding Box算法，APIT算法，基于跳數(shù)計(jì)數(shù)的DV-Hop算法和Amorphous算法。本文第2章對(duì)基于非測(cè)距的算法進(jìn)行研究，并且進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明基于Amorphous算的誤差最小，接近0.2，其他四種算法的誤差都在0.3左右。本文第三章研究了兩種基于優(yōu)化理論的算法，分別是基

4、于粒子群優(yōu)化的RSSI算法，基于矩陣分解優(yōu)化的MDS-MAP算法，并且和傳統(tǒng)的非優(yōu)化算法對(duì)比，結(jié)果表明，基于優(yōu)化理論的算法，其誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的算法，誤差小于0.1，現(xiàn)總結(jié)本文的主要內(nèi)容如下:
　　(1)對(duì)于傳統(tǒng)非測(cè)距定位算法的研究。論述了非測(cè)距的定位算法，并且進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比。DV-Hop算法和Amorphous算法的原理非常類(lèi)似，其不同通信半徑和錨節(jié)點(diǎn)比例的誤差情況非常類(lèi)似，而且其定位誤差不會(huì)隨著錨節(jié)點(diǎn)的增加和通信半徑的增加而明顯

5、降低。Centroid算法和Bounding Box算法，其定位誤差會(huì)隨著錨節(jié)點(diǎn)的增加和通信半徑的增加，而逐步降低，說(shuō)明了這兩種算法本身是參數(shù)敏感的。而APIT算法的定位誤差隨著錨節(jié)點(diǎn)的增加反而上升，另外隨著通信半徑的增加，其定位誤差變化不大。
　　(2)對(duì)于基于優(yōu)化理論的定位算法研究。基于粒子群優(yōu)化的RSSI-PSO算法和基于矩陣分解優(yōu)化的MDS-MAP算法，其定位誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的非優(yōu)化算法(DV-Hop，Amorphous，