基于局部信標(biāo)選擇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法.pdf

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1、第23卷第4期傳感技術(shù)學(xué)報(bào)Vo1．23No．4CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSApr．20102010年4月LocalizationAlgorithmBasedonRegionalBeaconSelectioninWirelessSensorNetworksZHANGHongfei，DONGQifen，Ⅲ(CollegeofInformationEngineering，Zh~iangUniversityofTechnology，Hangzhou310023，China)Abstract：Afteranalyzingthetopological

2、relationshipbetweennodes，thispaperproposedanewlocalizationalgo—rithm(RBS-DV—hop)basedonregionalbeaconselectiontosolvetheproblemoflowlocalizationaccuracyintradi—tionalDV—hop．Thebeaconselectionperformsaroundtheunknownnodebymakingatradeofbetweenaccuracyandcomputationalworkload，theprocedureinclud

3、esthecolinearityofbeacons，thehopsbetweenunknownnodeandbeacon，thebeaconspreadrelativetounknownnode．TheexperimentandsimulationresultsshowthattheproposedlocationalgorithmperformswellcompareswithtraditionalDV—hopinlocalizationaccuracyandstability，andmean—while．italsoprovidesafeasiblemethodforsele

4、ctinganoptimalternofbeaconstoreducethelocalizationerror．Keywords：wirelesssensornetworks；localizationalgorithm；beaconselection；RBS—DV—hop；DV—hopEEACC：6150E：7230基于局部信標(biāo)選擇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法術(shù)張鴻飛，董齊芬，俞立(浙江工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院，杭州310023)摘要：針對DV．hop算法定位精度低的問題，本文分析了節(jié)點(diǎn)間的位置拓?fù)潢P(guān)系對定位精度的影響，提出了一種基于局部信標(biāo)選擇的定位算法(RBS—DV—hop)。該算法

5、權(quán)衡了定位精度和計(jì)算復(fù)雜度，從三方面尋找局部最優(yōu)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)組，包括信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的共線度、未知節(jié)點(diǎn)與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)以及信標(biāo)節(jié)點(diǎn)相對于未知節(jié)點(diǎn)的分布。仿真結(jié)果表明，改進(jìn)后的算法明顯提高了定位精度和穩(wěn)定性，為合理選擇信標(biāo)節(jié)點(diǎn)組進(jìn)行定位提供了一種方法。關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；定位算法；信標(biāo)選擇；RBS—DV—hop；DV．hop中圖分類號：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1004—1699(2010)04—0571-06無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的消耗J。測距技術(shù)無關(guān)的定位機(jī)制中，由于節(jié)點(diǎn)間廉價微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，并通過無線通信方式形的跳距不均衡、且通常以折線距離近似代替直線距

6、成的一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。位置信息對無線傳感器離，使得節(jié)點(diǎn)間的距離估計(jì)存在較大的誤差。特別網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測活動至關(guān)重要，如戰(zhàn)場偵察、環(huán)境監(jiān)測、是在節(jié)點(diǎn)分布不均勻、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳灰?guī)則的環(huán)境下，測醫(yī)療監(jiān)護(hù)等應(yīng)用都需要知道節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)確位置信距技術(shù)無關(guān)的定位機(jī)制更容易產(chǎn)生定位誤差。息。節(jié)點(diǎn)定位對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用起著關(guān)測量或估計(jì)所引起的距離誤差，對于節(jié)點(diǎn)的自定鍵性作用，是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要研究方向之一。位會產(chǎn)生不利影響，同時也制約了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法根據(jù)定位過程中是否位置檢測、目標(biāo)跟蹤和路由優(yōu)化等基礎(chǔ)應(yīng)用的進(jìn)一步實(shí)際測量節(jié)點(diǎn)間的距離或角度，可分為基于測距技發(fā)展。近年來許多學(xué)者對

7、已有的定位算法提出了一些改進(jìn)方法。文獻(xiàn)[4]通過規(guī)則地部署信標(biāo)節(jié)點(diǎn)以及增術(shù)的定位和測距技術(shù)無關(guān)的定位?；跍y距技加信標(biāo)節(jié)點(diǎn)數(shù)量的方式來提高定位精度。然而節(jié)點(diǎn)的術(shù)的定位容易受到環(huán)境噪聲、多徑效應(yīng)和障礙等干部署通常具有不可控制性，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加也會擾而出現(xiàn)直接測距誤差。為了提高這類節(jié)點(diǎn)的測距提高網(wǎng)絡(luò)的成本。文獻(xiàn)[5]提出了Map—growing算法，精度，一般需要增加節(jié)點(diǎn)的硬件配備或者提高測距主要適合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳灰?guī)則的情況，但增量式計(jì)算網(wǎng)絡(luò)模塊的性能，但同時也增加了網(wǎng)絡(luò)的成本和能量