一種基于蒙特卡羅法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點定位算法研究.pdf

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1、第23卷第4期傳感技術(shù)學(xué)報V0l_23No.42010年4月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSApr.2010AStudyofMobileNodeLocalizationAlgorithmBasedonMCLforWirelessSensorNetworksHUANGMeigen,CHANGXinfeng(ComputerScienceofChongQingofPostsandTelecommunications,Chongqing400065,China)Abstract:Localizatio

2、nisextremelycriticalformanyapplicationsinwirelesssensornetworks.Thispaperresearchesthemobilewirelesssensornetworkslocalizationalgorithmwhichcanbeusedfortheanchornodestaticandlocaliza—tionnoderandommotion.weproposeandanalyzeavariationoftheMonteCarloLocalization(MCL)algo

3、rithm.rI'henodemotionmodel,themotionforecast,andthelocationfilterarediscussedindetail.Viasimulation.theimprove.mentmethodhasoutstandingperformanceindifferentdensityofanchornodes,connectivityandmovementvelocity.Keywords:wirelesssensornetworks;nodelocalization;MonteCarlo

4、;mobileEEACC:6150P一種基于蒙特卡羅法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點定位算法研究米黃梅根,常新峰(重慶郵電大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,重慶400065)摘要:定位技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵的基礎(chǔ)支撐技術(shù)。文章研究無線傳感網(wǎng)中信標(biāo)節(jié)點靜止、定位節(jié)點隨機運動情況下的節(jié)點定位方法。在傳統(tǒng)MCL算法基礎(chǔ)上,提出一個改進定位算法,通過構(gòu)建節(jié)點運動模型,進行運動預(yù)測、位置濾波,提高定位精度。仿真結(jié)果表明,改進方案在不同的信標(biāo)節(jié)點密度、不同的連接度、不同的節(jié)點運動速度等情況下,均表現(xiàn)出了良好的性能。關(guān)鍵詞:無線傳感器網(wǎng)絡(luò);節(jié)點定位;蒙特卡

5、羅;移動中圖分類號:TP393文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1004—1699(2010)O4—0562一O5在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)應(yīng)用中,節(jié)點能夠自中,實現(xiàn)低成本、低功耗和高精度的定位,成為當(dāng)前主確定位置被認(rèn)為是其基本能力和系統(tǒng)的基本服務(wù)的一個難點問題。之一。對于WSN來說,人工部署或為所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點由于節(jié)點的移動性,將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化配置GPS裝置都會受到成本、功耗、拓展性等問題頻繁,若采用靜態(tài)定位算法中的定位機制,則需要頻的限制。因此,尋求WSN自身定位機制成為許多研繁地更新節(jié)點的位置信息,這將消耗系統(tǒng)的大量資究機構(gòu)和學(xué)者所

6、共同探討的問題。源,同時也會降低網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)能力及定位精度。針對節(jié)點定位算法有不同的分類標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)WSN中節(jié)點的移動性,目前學(xué)術(shù)界已提出一些針對WSN的傳感器節(jié)點是否移動,節(jié)點定位可分為靜態(tài)定位動態(tài)定位算法,如DLS定位算法J、DRL定位算(Staticlocalization)和動態(tài)定位(DynamicLocaliza—法_9J、Landscape.3D【lol等,但這些算法普遍存在計算tion)兩類。目前針對靜態(tài)WSN的定位技術(shù)方面已量大、硬件需求高或需要較多的信標(biāo)節(jié)點等特點。有不少典型的具有代表性的算法出現(xiàn)。例如:質(zhì)心由于MCL(

7、MonteCarloLocalization)方法利定位算法、SPA相對定位算法j、凸規(guī)劃定位算用節(jié)點的移動性來幫助定位,給移動無線傳感器網(wǎng)法[3I4]、DV—Hop定位算法、Euclidean定位算法以絡(luò)節(jié)點定位問題的解決提供了一個新思路,使越來及MDSMAP定位算法等,這些節(jié)點定位算法大多越多的國內(nèi)外學(xué)者以此算法為基礎(chǔ)衍生出自己的改沒有考慮節(jié)點的移動性。然而在很多WSN實際應(yīng)進方案。如:MCB(MonteCarloLocalization用中,節(jié)點是處于運動中的,如何在節(jié)點移動的網(wǎng)絡(luò)Boxed)12]方法,解決了MCL方法采樣效

8、率低的問項目來源:重慶市自然科學(xué)基金資助(CSTC2009BB2081)收稿日期:2009—11—13修改日期:2009—12—30第4期黃梅根,常新峰:一種基于蒙特卡羅法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點定位算法研究563題。一種基于測距的M

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