WSN中质心定位算法和基于移动锚节点的定位算法研究

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无线传感网络的定位技术一直是学者们研究的热点和难点,定位技术的应用解决了人们日常生活和生产的许多问题,应用领域包括环境监测,楼宇定位,医疗求助系统、航海作业、军事跟踪以及重大灾难救援等领域。无线传感网络的定位技术基于对定位算法的研究,不同的定位算法适用于不同的应用环境,而且,采用的定位算法能否取得较高的定位精度,也取决于对无线传感网络一些条件的要求,这些条件如信标节点密度、节点的密度分布情况、网络的连通度以及定位区域的大小等条件。由于定位环境的不同,网络的性能上存在很大的差异,因此如何在不同的定位环境下对基本的定位算法提出改进之处,使算法在此环境下的定位精度有所提高,这是本文研究的重点。传统的质心算法具有的优点的算法流程简单,计算容易,定位易于实现,但必须在网络节点较均匀分布的前提下,将取得良好的定位效果。针对网络节点非均匀分布时,采用质心算法将存在很大的误差这一问题,对基于RSSI的质心算法提出了改进,提出了多交点质心算法。该算法利用将待定位节点周围的锚节点以距离的远近来分组,在距离较远的锚节点集合中求得每三个锚节点的质心坐标点,将此质心坐标点作为新的锚节点来使用;新的锚节点和距离较近的锚节点组成多边形,用加权质心算法得到其质心坐标即为未知节点的估计坐标。其中,权重因子取为未知节点和锚节点间距离的函数。通过仿真分析可以看到,该算法在网络节点非均匀分布的情况下,定位误差明显低于传统的质心算法。最后,研究了基于移动锚节点的定位技术,提出了新的动态的路径规划算法,该路径算法以网络区域节点间的信息交互为基础,在移动锚节点的通信范围内寻找周围连通度最大的未知节点即最优节点,最优节点的产生基于一定范围内移动锚节点的判断。移动锚节点只在每一步的最优节点处广播自身的位置信息,保证最优节点的位置信息能最大范围的被周围的未知节点接受。该路径算法可根据网络的分布情况实现实时地路径规划,避免了静态规划中的路径冗余的现象。通过仿真分析和比较,确定了该路径规划算法的优越性。
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