无线传感器网络中基于多维定标的定位算法研究

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发表于 2023-9-22 14:44:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
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雅宝题库解析:
无线传感器网络定位题目是该领域的核心题目之一,定位算法的效果会对网络的应用产生至关重要的作用。利用多维定标技术,可使网络节点在测距和非测距情况下均能实现定位,并且在没有锚节点的情况下,依旧可以得到整个网络的相对坐标,在应用中更具有灵活性。因此,本文设计了一种基于多维定标技术的定位算法,并将其用于固定节点和移动节点的定位。在固定节点定位题目中,在MDS技术的基础上,首先通过获取节点间的RSSI值,对RSSI值出现的整体范围进行分析,通过逐步修正的方法对RSSI值出现的不同区段与不同的权值构建映射。然后根据每一对节点的RSSI值所在的不同区段,对节点间路径赋予相应权值,从而建立更为准确的节点间最小路径距离矩阵。利用权值对节点间路径值的修正,可以使网络最小距离矩阵尽可能接近真实几何距离,从而在后续的计算中得到更为精确的定位结果。在此基础上进行仿真实验,可以验证将该算法作为集中式算法用于定位时,其定位精度相对原始MDS-MAP算法有50%左右的提高。另外,根据大规模部署的无线传感器网络特点,为了提高算法的计算速度,本文将网络分簇机制引入改进算法。通过仿真实验考察分簇率与定位精度的关系,从而选出最合适的参数。仿真实验表明,在合适分簇率下,分簇后的定位算法在各向同性网络中定位精度与分簇前基本持平,但拥有更短的计算时间,而在各向异性网络下,定位精度相对分簇前有了近一倍的提高。在移动节点定位题目中,通过分析网络中节点的移动特性,将改进算法结合MCL方法对移动节点进行定位。利用MCL方法的预测机制,结合改进算法构建新的滤波条件,从而得到节点在新时刻的最终位置。仿真实验证明,利用这种方法进行定位,相对于单一MCL定位方法,在精度上有了5%的提高。最后,本文通过建立无线传感器网络定位监控及仿真系统,利用VC++进行编写并实现传感器网络硬件监控平台和仿真界面。硬件平台可实现硬件节点的实时位置显示,以及所有节点的拓扑图显示,并给出具体的节点位置信息。仿真界面可以给出不同参数设置下不同算法的仿真结果,包括节点位置的显示,仿真结果数据的显示、读取和保存。





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