基于DV-Hop的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位優(yōu)化研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，WSN）是由一系列低功耗、低成本的微型傳感器節(jié)點(diǎn)形成的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在國防軍事、醫(yī)療護(hù)理、農(nóng)業(yè)監(jiān)控等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景。定位技術(shù)作為WSN中的關(guān)鍵技術(shù)之一，需要考慮到WSN自組織性、魯棒性、高能效、分布式的特點(diǎn)，非常具有挑戰(zhàn)性。
　　WSN中的定位算法通常情況下可以分成兩大類:基于測(cè)距的算法以及與距離無關(guān)的算法?；跍y(cè)距的算法定位精度相對(duì)來說較高，不過需要

2、添加額外的硬件測(cè)量距離或者角度信息，成本大，而與距離無關(guān)的算法只需依靠網(wǎng)絡(luò)連通度定位，但定位精度小，因此后者得到較大范圍的關(guān)注。本文選取與距離無關(guān)算法中的一種典型算法DV-Hop(Distance Vector-Hop)算法進(jìn)行深入研究，針對(duì)各向同性網(wǎng)絡(luò)和各向異性網(wǎng)絡(luò)兩種情況提出改進(jìn)算法以提高定位精度。
　　各向同性網(wǎng)絡(luò)是一種比較理想的環(huán)境，本文對(duì)DV-Hop算法的改進(jìn)首先考慮在該環(huán)境中進(jìn)行。本文針對(duì)DV-Hop算法中跳數(shù)信息不能

3、如實(shí)反應(yīng)節(jié)點(diǎn)間實(shí)際距離關(guān)系而導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)在無線傳感網(wǎng)絡(luò)定位過程中存在較大誤差的問題，提出一種對(duì)跳數(shù)進(jìn)行水平及垂直修正的改進(jìn)算法。相鄰節(jié)點(diǎn)間，跳數(shù)進(jìn)行水平修正，修正過程引入RSSI(Received SignalStrength Indicator)技術(shù)，對(duì)1跳按節(jié)點(diǎn)間距離與其通信半徑比值分段，細(xì)化跳數(shù);同時(shí)在水平修正的基礎(chǔ)上，分析節(jié)點(diǎn)間可能性分布，對(duì)2跳及以上跳數(shù)的節(jié)點(diǎn)引入修正角度進(jìn)行垂直修正。MATLAB仿真結(jié)果表明，和原有DV-Hop算

4、法相比，在相同網(wǎng)絡(luò)情況下，改進(jìn)算法在增加少量計(jì)算量的前提下有效的提高了定位精度。
　　各向異性網(wǎng)絡(luò)相對(duì)復(fù)雜，DV-Hop算法在該網(wǎng)絡(luò)中誤差較大，并不適用。本文在各向同性網(wǎng)絡(luò)DV-Hop改進(jìn)算法的基礎(chǔ)上，引入跳數(shù)閥值，使得各向異性網(wǎng)絡(luò)能夠劃分成多個(gè)局部各向同性網(wǎng)絡(luò)區(qū)域。跳數(shù)閥值的設(shè)定由各自的節(jié)點(diǎn)在確保能夠定位的基礎(chǔ)上設(shè)置，并將跳數(shù)閥值范圍內(nèi)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)納入局部區(qū)域，每個(gè)節(jié)點(diǎn)篩選出至少3個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，若不滿足條件，則逐步增大閥值納入更多信