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无线传感器网络中的DV-Hop定位改进算法*

2013-09-21周杨秦嘉杭李万雷

单片机与嵌入式系统应用 2013年1期

周杨,秦嘉杭,李万雷

(1.南京财经大学 信息工程学院,南京 210046;2.南京邮电大学)

引 言

无线传感器网络是由大量随机分布的传感器节点组成,是一种分布式的、自组织的网络。其关键技术包括:网络拓扑控制、节点定位、时钟同步、数据融合、路由协议等[1]。而节点定位问题则是无线传感器网络中的一个最为基本和重要的问题[2]。目前,无线传感器网络定位算法可以分为基于测距和基于非测距的定位算法[3]。基于测距定位常用的测量方法有 TOA[4]、TDOA[5]、AOA[6]、RSSI[7],尽管这些技术相对精度高,但是对硬件要求很高。基于非测距定位常用的测量方法有:DV-Hop[8]、质心[9]、APIT[9-10]、MDS-MAP[11]。

DV-Hop为典型的基于非测距定位,其对硬件要求低,实现简单。它的不足之处在于计算平均跳距及定位坐标时会产生误差。因此针对DV-Hop算法的缺陷,提出了一系列的改进算法,参考文献[12]对原始算法中的平均跳距进行改进,使用多个锚节点估算平均距离并且采用归一化加权的平均跳距。参考文献[13]提出了基于几何学的定位算法,利用几何学中的斜率方法来判断锚节点间的位置关系,从中选取最优的锚节点序列,从而更精确地确定未知节点。参考文献[14]引入共线度的概念,利用共线度参数,动态地调节未知节点可以收集的邻居锚节点的距离阈值,挑选网络中好的锚节点组进行位置估计,最后再用加权估计机制来得到最终的节点位置估计。这些方法都在一定程度上提高了定位精度。

本文针对DV-Hop算法中计算平均跳距和三边定位两方面存在的定位误差,提出了改进的算法。……

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