無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于MDS的迭代定位算法優(yōu)化.pdf

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1、48傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第l2期無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于MDS的迭代定位算法優(yōu)化易平，鐘俊，石家駿(四川大學(xué)電氣信息學(xué)院。四川成都610065)摘要：節(jié)點(diǎn)定位是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。介紹了定位算法的分類(lèi)，論述了一種基于多維標(biāo)度的迭代定位算法。該迭代定位算法的初始值一般為隨機(jī)值，該算法定位精度較高，具有一定的優(yōu)越性，但存在著迭代次數(shù)多，計(jì)算量大的問(wèn)題，很難在硬件資源有限的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)。針對(duì)這一問(wèn)題，對(duì)算法進(jìn)行了改進(jìn)，將參考節(jié)點(diǎn)的質(zhì)心坐標(biāo)設(shè)

2、置為迭代初始值。仿真結(jié)果表明：改進(jìn)后的MDS迭代定位算法，迭代次數(shù)大大減少，定位精度顯著提高。改進(jìn)算法可應(yīng)用到實(shí)際的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位系統(tǒng)中。關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；節(jié)點(diǎn)定位；多維標(biāo)度中圖分類(lèi)號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-9787(2010)12-0048--03OptimizationofMDS-basediterativelocalizationalgorithmforwirelesssensornetworksYIPing，ZHONGJun，SHIJia-jun(CoflegeofElectricandInform

3、ationEngineering，SichuanUniversity，Chengdu610065，China)Abstract：NodeloealizationiSoneofthekeytechniquesofwirelesssensornetwork．Theclassificationofthelocalizationalgorithmisintroduced，aMDSbasediterativelocalizationalgorithmisdiscussed．Insuchiterationalgorithm，theinitialvalu

4、eisusuallyarandomvalue．Thisalgorithmhasanadvantageofhighlocationprecision，largequantityofbuthasthedisadvantageofmuchiterativetimesandlargequantityofcomputation，SOitvailhardlybeusedinwirelesssensornetworksnodewithlimitedhardwaresource．Inordertosolvethisproblem．a(chǎn)nimprovement

5、algorithmisproposedbysettingthecentroidoftheanchornodesastheinitialvalueforiterating．Simulationresultshowsthatthisalgorithmneedlessiterativetimes，buthashigherprecision．Thisalgorithmcanbeusedinreallocalizationsystemforwirelesssensornetworks．Keywords：wirelesssensornetworks(W

6、SNs)；nodelocalization；multi—dimensionalscaling0引言定位技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)施提出了較高的要求，這類(lèi)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量具有通信和計(jì)算能力的傳感算法在獲得較為精確定位結(jié)果的同時(shí)產(chǎn)生了大量計(jì)算和通器節(jié)點(diǎn)以多跳自組織方式構(gòu)成的一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。，節(jié)點(diǎn)信開(kāi)銷(xiāo)，對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的能量提出了極大考驗(yàn)，因此，免于定位是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。首先，不能定測(cè)距的定位技術(shù)憑借其在成本、功耗方面的優(yōu)勢(shì)受到越來(lái)位就不能獲取位置信息，如果傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)沒(méi)有越多的關(guān)注，如DV—Hop算法、凸規(guī)劃算法、MDS—

7、MAP算位置信息也就失去了應(yīng)用價(jià)值；另外，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一法、APIT算法。每種算法都有各自的特點(diǎn)和適用范圍，些系統(tǒng)功能和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也都利用了節(jié)點(diǎn)的位置信息。因沒(méi)有那一種是絕對(duì)最優(yōu)的。此，定位算法的研究對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和發(fā)展都具M(jìn)DS—MAP算法是一種經(jīng)典的基于MDS技術(shù)的定有重要的意義。位算法，最早由美國(guó)密蘇里一哥倫比亞大學(xué)的ShangYi等人根據(jù)定位機(jī)制，可以將目前的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算提出，它根據(jù)鄰居節(jié)點(diǎn)問(wèn)的連通性信息，應(yīng)用MDS方法來(lái)法分為兩大類(lèi)J：基于測(cè)距的定位和免于測(cè)距的定位。前同步定位多跳節(jié)點(diǎn)。MDS—MAP算法過(guò)程主要

8、分為3個(gè)階者需要測(cè)量相鄰節(jié)點(diǎn)之間的距離或角度信息，后者只需要段：首先，利用Dijkstra或其他算法計(jì)算出傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)知道網(wǎng)絡(luò)的連通性等信息來(lái)進(jìn)行定位。因此，基于測(cè)距的間的最短