三維無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)節(jié)點(diǎn)定位是一種根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)位置計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)位置的技術(shù)?，F(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)定位算法大多是基于二維平面研究的，由于三維空間中求解問題的復(fù)雜性，二維平面的節(jié)點(diǎn)定位算法很難直接應(yīng)用到三維環(huán)境中。所以，三維無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)定位算法要求新的理論和方法。在分析已存在的眾多算法的基礎(chǔ)上，本文基于模糊信息幾何理論，通過引入移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)、Delaunay三角剖分和自適應(yīng)節(jié)點(diǎn)分簇等知識(shí)，建立新的網(wǎng)絡(luò)定位算法模型來提高節(jié)點(diǎn)定位精度。主要工作

2、如下：
　　1．在三邊定位算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位精度問題，提出一種基于模糊幾何理論的移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)定位算法(MANLFI)。該算法中引入移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)，通過測(cè)量錨節(jié)點(diǎn)和未知節(jié)點(diǎn)之間的幾何角度實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)定位。對(duì)求得的某一節(jié)點(diǎn)的若干個(gè)可能的坐標(biāo)，通過加權(quán)計(jì)算求得節(jié)點(diǎn)的最終坐標(biāo)，每一輪定位結(jié)束后重新計(jì)算移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)的速率和方向。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)的模糊信息節(jié)點(diǎn)定位算法增大了錨節(jié)點(diǎn)利用率，提高了節(jié)點(diǎn)定位精度，有效延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)

3、生命周期。
　　2．在上述移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)模糊信息定位算法的基礎(chǔ)上，引入了圖論中Delaunay三角剖分的知識(shí)，提出了一種基于Delaunay三角剖分的模糊信息節(jié)點(diǎn)定位算法(FINL-DT)。該算法定位前對(duì)定位區(qū)域中的錨節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)Delaunay三角剖分，然后通過錨節(jié)點(diǎn)和未知節(jié)點(diǎn)之間的模糊信息實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)定位，同時(shí)該算法增加了對(duì)錨節(jié)點(diǎn)有效性的判斷，并對(duì)無(wú)效錨節(jié)點(diǎn)位置更新。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)被定位后充當(dāng)二級(jí)錨節(jié)點(diǎn)輔助定位其他節(jié)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于D

4、elaunay三角剖分的模糊信息節(jié)點(diǎn)定位算法提高了節(jié)點(diǎn)的有效性和節(jié)點(diǎn)定位精度，降低了網(wǎng)絡(luò)能耗。
　　3．在上述兩種定位算法的基礎(chǔ)上，引入虛擬分層和節(jié)點(diǎn)自適應(yīng)分簇知識(shí)，提出了一種三維空間中節(jié)點(diǎn)自適應(yīng)分簇的模糊信息定位方法。該方法初始時(shí)通過引入虛擬分層對(duì)定位區(qū)域降維，對(duì)分層后處于同一平面的節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)分簇，在分簇的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)模糊信息定位，最后通過泰勒級(jí)數(shù)展開求精提高節(jié)點(diǎn)定位精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文算法提高了節(jié)點(diǎn)定位精度，降低了網(wǎng)