无线传感器网络DV-Hop定位算法的改进
2016年7月第37卷一第7期
计算机工程与设计
COMPUTER ENGINEERING AND DESIGN
Jul y 2016Vol .37一No .7
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无线传感器网络DV -Ho p 定位算法的改进
潘琢金,刘文春,罗一振,杨一华
(沈阳航空航天大学计算机学院,辽宁沈阳110136)
摘一要:针对无线传感器网络DV -Ho p 定位算法定位精度误差较大的问题,提出一种改进算法三利用节点的通信半径对跳数进行修正,使节点之间的实际跳数更接近理想跳数,减小平均跳距的计算误差;通过对锚节点重新定位,利用线性搜索算法使锚节点获得最佳平均跳距修正量,使其平均跳距更加精确;对未知节点的平均跳距进行加权,使未知节点的平均跳距更接近于全网的实际平均跳距三仿真结果表明,改进算法能够有效提高2%-3%的定位精度三关键词:无线传感器网络;DV -Ho p 算法;跳数;平均跳距;定位精度中图法分类号:TP393一文献标识号:A 一文章编号:1000-7024(2016)07-1701-04
doi :10.16208/j .issn1000
-7024.2016.07.001收稿日期:2015-07-26;修订日期:2015-09-26
基金项目:航空科学基金项目(2014ZC54012);辽宁省自然科学基金项目(2013024002);辽宁省教育厅基金项目(L2013063)
作者简介:潘琢金(1962),男,吉林通化人,教授,硕士生导师,研究方向为嵌入式系统二计算机检测与控制;刘文春(1987),女,山东菏泽人,硕士研究生,研究方向为嵌入式系统;罗振(1981),男,山东淄博人,博士,讲师,研究方向为以太网路由技术二嵌入式系统;杨华(1974),男,辽宁沈阳人,博士,副教授,研究方向为计算机系统结构二智能人机交互二仿人机器人二机载计算和智能控制三E -mail :953366844@qq .com
Im p rovement of DV -Ho p localization al g orithm for wireless sensor network
PAN Zhuo -j in ,LIU Wen
-chun ,LUO Zhen ,YANG Hua (School of Com p uter Science ,Shen y an g Aeros p ace Universit y ,Shen y an g 110136,China )
Abstract :To overcome the p oor localization p recision of DV -Ho p localization al g orithm when a pp lied to wireless sensor network ,an im p roved al g orithm was p ro p osed.The node communication radius was used to correct ho p count between the nodes ,makin g
it closer to the ideal ho p count and reducin g calculation error of the avera g e ho p distance.Meanwhile ,anchor p osition re -estima -tion and linear search al g orithm were used to obtain the best avera g e ho p distance of anchor nodes and make anchor node avera g e
ho p distance more accurate.The avera g e ho p distance of the unknown nodes was wei g hted to make it closer to the actual avera g e ho p distance of the entire network.The simulation results show that the p ro p osed im p roved al g orithm increases the p ositionin g accurac y b y 2%-3%com p ared to the traditional localization al g orithm and other im p roved al g orithms.
Ke y words :wireless sensor networks ;DV -Ho p localization al g orithm ;ho p count ;avera g e ho p distance ;localization accurac y
0一引一言
节点定位技术是无线传感器网络WSN [1]
进行监控二跟
踪和目标识别等众多应用的前提三节点的位置可以通过人
工布置或携带GPS 模块获得[
2]
,但由于WSN 节点数量较大,GPS 模块成本高二功耗大,常用的做法是,挑选网络中部分节点安装GPS 模块并将它们视为 锚节点
,其它未知节点根据相应的节点定位算法来估计其位置[
2]
三定位算法的分类参见文献[3,4]
三DV -Ho p 算法是Ran g e -Free 算法中应用最广泛的一
种定位算法[5]三针对DV -Ho p 算法定位误差大的问题,
文献[6]提出基于RSSI (received si g nal stren g th indica -
tor )对跳数修正,根据直接邻居节点接收到的RSSI 值对第1跳进行分级,细化跳数;文献[7]用拟牛顿法对未知节点坐标的最小二乘解进行迭代优化;文献[8]通过对节点的估计坐标进行迭代求精,来提高定位精度三就这些改进算法而言,文献[6]增加了额外的RS -SI 硬件设备,提高了节点的成本开销;文献[7,8]以增加节点的计算开销为代价提高定位精度三本文对DV -Ho p 算法同时进行跳数和平均跳距的修正三通过借助仿
真工具,对本文改进算法与传统DV -Ho p 及其它改进算法的性能进行比较三