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《基于角度判斷的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)APIT定位算法研究.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2013年第32卷第1期傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)73基于角度判斷的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)APIT定位算法研究胡中棟，賈方方(江西理工大學(xué)信息工程學(xué)院，江西贛州341000)摘要：在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法中，近似三角形內(nèi)點(diǎn)測試(APIT)算法具有較好的定位性能，成本較低，實(shí)現(xiàn)容易，在節(jié)點(diǎn)密度比較密集的情況下能達(dá)到比較理想的定位精度。但是在節(jié)點(diǎn)相對(duì)稀疏的環(huán)境下該算法誤判率高，誤差較大。提出一種APIT改進(jìn)算法，利用角度求和來判斷未知節(jié)點(diǎn)位置，通過理論分析比較和仿真實(shí)驗(yàn)表明：該算法可以在節(jié)點(diǎn)相對(duì)稀疏的情況下減小定位誤差，提高定位精度。
2、關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；節(jié)點(diǎn)定位；近似三角形內(nèi)點(diǎn)測試；角度求和中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-9787(2013)01-0073-03ResearchonAPITlocalizationalgorithmforWSNsbasedonjudgmentofangleHUZhong—dong，JIAFang—fang(SchoolofInformationEngineering，JiangxiUniversityofScienceandTechnology，Ganzhou341000，China)Abstract：Inthenodelocalizationalgorith
3、mforwirelesssensornetworks，APITalgorithmhasgoodpositioningperformance，relativelowcost，easytorealizeandcanachievetheidealpositioningprecisionintheintensivenodedensity．However，inrelativesparsenodedensityenvironment，thealgorithmispronetoerrors．AnimprovedAPITalgorithmwhichcanjudgethelocalizationofunkn
4、ownnodebysummationofangleispresented．Thesimulationshowthatthisalgorithmcanreduceerorsandimprovethepositioningprecisioninrelativesparsenodedensityenvironment．Keywords：wirelesssensornetworks；nodelocalization；APIT；summationofangle0引言1APIT算法在無線傳感器研究領(lǐng)域中傳感器節(jié)點(diǎn)定位是一項(xiàng)基本1．1基本思想技術(shù)J。根據(jù)是否測量節(jié)點(diǎn)間的距離，節(jié)點(diǎn)定位分為APIT算法是由
5、HeT等人在2003年提出的一種算法。2類：測距與非測距。后者成本小，能耗低，適用于大規(guī)這種算法的基本思想就是未知節(jié)點(diǎn)可以在其通信半徑內(nèi)監(jiān)模環(huán)境中，應(yīng)用前景較好，但在定位精度上不及前者。基于聽自己鄰居錨節(jié)點(diǎn)的信息，假設(shè)未知節(jié)點(diǎn)周圍鄰居錨節(jié)點(diǎn)非測距的經(jīng)典算法有DV—HopJ、質(zhì)心算法J、近似三角形個(gè)數(shù)為m個(gè)，那么，從這m個(gè)錨節(jié)點(diǎn)中任選3個(gè)組成1個(gè)內(nèi)點(diǎn)測試(APIT){51等。APIT算法在節(jié)點(diǎn)密度比較高的情三角形，共有種組合，然后采用三角形內(nèi)點(diǎn)測試(PlT)法，判斷未知節(jié)點(diǎn)是否位于每一個(gè)三角形中，窮盡所有組況下有較好的定位性能，可以得到比較滿意的精度，成本比合，最后取所有包括未知節(jié)點(diǎn)三角形重
6、合區(qū)域?qū)ζ淝筚|(zhì)心，較低，實(shí)現(xiàn)也比較容易。但是如果在隨機(jī)分布的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境即認(rèn)為此質(zhì)心為未知節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，如圖1中的陰影部中，節(jié)點(diǎn)密度相對(duì)稀疏的情況下，誤差較大。分則是三角形的重合區(qū)域，對(duì)此不規(guī)則多邊形求質(zhì)心，即可基于以上研究，本文選擇在節(jié)點(diǎn)密度比較稀疏的情況得到估計(jì)位置坐標(biāo)。下利用角度求和判斷對(duì)APIT算法進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)，改進(jìn)APIT算法的基本理論基礎(chǔ)是PIT，它是在較高的節(jié)點(diǎn)算法可以盡量避免出現(xiàn)未知節(jié)點(diǎn)誤判的情況，以提高定位密度的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中模擬節(jié)點(diǎn)移動(dòng)，即未知節(jié)點(diǎn)與鄰居節(jié)點(diǎn)精度，減小定位誤差。本文中稱已知節(jié)點(diǎn)為錨節(jié)點(diǎn)，待定位之間相互交換信息，通過比較無線信號(hào)的強(qiáng)度大小來判斷節(jié)點(diǎn)稱為未知節(jié)
7、點(diǎn)。收稿日期：2012-06-15}基金項(xiàng)目：江西省教育廳資助項(xiàng)目(GJJ10492)74傳感器與微系統(tǒng)第32卷能沒有鄰居節(jié)點(diǎn)，或者是距離較遠(yuǎn)，就很容易出現(xiàn)如圖2、圖3中的2種誤判情況。針對(duì)此類誤判情況，本文提出一種改進(jìn)算法，利用角度求和來判斷未知節(jié)點(diǎn)是否位于三角形內(nèi)部。如圖4所示，D為未知節(jié)點(diǎn)，圖4(a)所示的是D節(jié)點(diǎn)在三角形內(nèi)部的情圖1APIT算法定位原理況，從圖中可以看出：／_ADB+A_ADC+／_BDC=360
