多通信半径的无线传感器网络DV-Hop定位算法
传感技术学报
CHINESE JOURNAL OF SENSORS AND ACTUATORS
第29卷第4期2016年4月
Vol 29
No.4
Apr.2016
Multi Communication Ranges DVHop Localization
Algorithm for Wireless Sensor Network *
MA Shuli ，ZHAO Jianping *
（College of Physics Engineering ，Qufu Normal University ，Qufu Shandong 273165，China ）
Abstract ：In order to realize high precision positioning of DV -Hop localization algorithm based on rang -free in wire?less sensor network ，this paper improved the DV -Hop localization algorithm based on 2or 3communication radius ，and improved the average per hop distance by the least mean square error criterion.The anchor node average per hop distance is repaired in the best index value.MATLAB simulation results show that the improved algorithm can improve the localization accuracy in randomly distributed environment ，further enhance the localization accuracy in
the best index ，and greatly improve localization accuracy in the anchor node deploying artificial environment.The improved algorithm can achieve high precision positioning without increasing the number of flood and the cost in the network.
Key words ：wireless sensor network ；node localization ；dv -hop ；least mean square error criterion ；nodes distribution EEACC ：6150P
doi ：10.3969/j.issn.1004-1699.2016.04.021
多通信半径的无线传感器网络DV -Hop 定位算法*
马淑丽，赵建平*
（曲阜师范大学物理工程学院，山东曲阜273165）
摘要：为了实现无线传感器网络中基于无需测距DV -Hop 定位算法的高精度定位，改进基于2、3通信半径
的DV -Hop 节点定位算法，并利用最小均方差准则改进计算平均每跳距离的公式，在最佳指数值下，修正锚节点平均每跳距离。MATLAB 仿真结果表明，改进的算法在随机分布环境能提高节点定位精度；在最佳指数值下，进一步提升节点定位精度；在锚节点人工部署环境下，大大提高节点定位精度。改进的算法实现高精度定位同时，不需要增加网络泛洪次数和硬件成本。
关键词：无线传感器网络；节点定位；DV -Hop ；最小均方差；节点部署中图分类号：TP393
文献标识码：A
文章编号：1004-1699（2016）04-0593-08
随着微控制系统与短距离无线通信技术［1］的发展，无线传感器网络WSN （Wireless Sensor Network ）技术作为新兴的物联网重要技术之一，在过去的十几年时间迅速发展。无线传感器网络技术广泛应用于农业监控、核辐射检测、森林监测、敌军领域侦查等人不能长时间滞留的环境，由大量微型传感器节点组成［2］，每个节点由传感器模块、无线通信模块、控制模块、存储模块、计算模块等构成。节点将采集到的物理界［3］的信息最终传送到监控中心或用户。一些跟踪定位的应用如森林防火、搜索和救援［2］、敌军区域监测［4］等不仅需要知道节点采集的事件信息
还需要知道事件发生的位置，所以节点定位技术在
无线传感器网络中相当重要［2］。根据位置是否已知，节点分为两类，一类是位置固定即人工部署［2］或有GPS 、北斗等导航设备的节点。这类节点知道自己的位置信息，称为锚节点，成本比一般节点高，在定位过程中能量消耗也比较大［4］，所以网络中锚节
点的数量较少［2，4］
。另一类节点通过飞机撒落等途径随机分布［2，4］在网络中，不知道自身位置信息，是
需要定位的节点，称为未知节点。未知节点依靠锚节点来定位，当未知节点得到超过三个锚节点位置信息及距离时［4］，可用三边测量法、多边测量法等估算自身位置。一般，根据是否基于节点间精确距离的定位，将定位技术分为两大类，一类是高成本、高
————————————项目来源：国家自然科学基金项目（11302118）；山东省自然科学基金项目（ZR2014FM011）；山东省高等学校科技计划项目（J12LN08）
收稿日期：2015-10-09
修改日期：2016-01-15