无线传感器网络节点位的信标节点移动路径规划

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1、无线传感器网络节点定位的信标节点移动路径规划刘辉亚1　　徐建波1（1湖南科技大学计算机科学与工程学院　湖南湘潭　411201）LIUHui-ya1XUJian-bo1（1SchoolofComputerScienceandEngineeringHunanUniversityofScienceandTechnology；Hunan411201）E_mail:liuhuiya76@163.comPathPlanningforMobileBeaconNodesinLocalizationforWirelessSensorNetworksAbstract:

2、Localizationisakeytechnologyinwirelesssensornetworks.Themainideainmostlocalizationmethodshasbeenthatsomemobilebeaconnodestransmitpacketstohelpunknownnodestolocalizethemselvesinordertoreducenetworkcostandcommunicationoverhead.Afundamentalissueistheplanningofbeaconnodesmovingpath

3、inthesemethods.Weapplymovingpathplanningalgorithmthatbeaconnodesmovetothemaximumcoverageofunlocatednodes.Thesimulationsshowthisalgorithmobtainsgoodlocalizationperformanceandiswelladaptedtolarge-scaleapplicationswithnodesspreadedbyrandomanduneven.Keywords:wirelesssensornetwork;p

4、athplanningalgorithm;signalstrength;mobilebeaconnode摘要：节点定位是无线传感网络技术研究的一个基本问题。针对其身的特点，目前较为实用的节点定位方法主要是以移动信标节点来进行定位，以减少网络成本及节点间的通信开销，而这些方法，必需要解决的基本问题是信标节点移动路径的规划。本文针对这一问题，提出了信标节点向最大覆盖未定位节点方向移动的路径规划算法。仿真实验表明，具有较好的定位性能，能很好地适应大规模随机不均匀撒布节点的应用需求。关键字：无线传感器网络；路径规划算法；信号强度；移动信标节点中图法分类号：T

5、P393　　　　文献标识码：A1　引言近年来，随着无线传感器网络（WirelessSensorNetworks，WSN）的广泛应用，对于各个节点采集到的数据必须具有位置信息才有意义，因此，节点的自身定位显得尤为重要。目前，许多学者倾注研究节点定位问题，并提出了许多的定位算法，主要是基于信标节点（配有GPS或事先人工布置已知位置节点）和无信标节点两大类。基于信标节点定位算法是根据信标节点发送信息包，采用RSSI，TOA，TDOA和AOA等获得邻居信标节点的距离，再利用三边测量法或极大似然估计法计算得到未知节点的位置。无信标节点定位算法依靠节点间的相关位

6、置，以网络中的某些节点作为参考点，形成局部坐标，最后进行合并产生整体相对位置，这种算法其应用具有局限性，而基于信标节点定位算法由于使用了GPS，增加了网络成本。因此尽可能减少使用信标节点并又能达到基金项目：湖南省自然科学湘潭联合基金项目(09JJ9006)，湖南省教育厅科学研究项目(09A027)作者简介：刘辉亚（1976年9月－），男，湖南湘潭人，讲师，硕士，主要研究方向是无线传感器网络；徐建波（1963年－），男，湖南湘潭人，教授，博士，主要研究方向是分布式计算和计算机网络。应用需求的定位方法成为WSN节点定位研究热点。目前，许多研究提出利用移动

7、信标节点来进行定位，以减少信标节点数量的要求。文献中利用一个或多个信标节点在被监测区进行自由移动，同时发送信息包，未知节点可根据测定到信标节点的距离或角度进行定位；文献中利用9个信标节点以一定的几何形状进行移动，然后根据接收信标节点的信号强度再利用几何方法得到未知节点的坐标。然而这些方法中都未涉及到信标节点的移动路径规划问题，虽然文献提出了信标节点的移动路径获取方法，而文献信标节点移动是随机的；文献在节点密度不高，分布不均匀的情况下，就不一定是最优路径，因为在移动路径的某个位置上的覆盖区域中可能没有一个未定位节点；文献提出了圆形和S形规划路径方法是静

8、态规划路径，无论WSN节点分布如何，移动信标节点都是按照预先规划的路径进行节点定位。针对以上情况，本文主要研