面向节点定位的dv-hop改进算法.研究

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1、Dif．ference0f’Arrival)(61，接收信号强度(RSSI，RPcejvedSigna]StrengthIndicater)等，再通过合适的定位算法推算出节点的大致位胃1711引。基r距离的定位机制由于实际测量节点I'RJ的距离或角度，通常定位精度相对较高，但对肖点的硬件也提出了很高的要求，定位过程中消耗的能量相对多。使用声波、超声波、无线电波等进行距离或角度的测量，使得基于距离的定位算法易受温度、湿度、障碍物等环境因素的影响。而range—free算法无需距离和角度信息，仅根据网络连通性和已知位置的锚节点等信息来实现相对精确的定位功能。典型的range—free定位算

2、法有DV—Hop定位算法、APIT定位算法、质心定位算法、Amorphous定位算法等【9】【10”11，它们所需的网络模型都是由锚节点和未知位置的节点组成，无需基础网络设施(基站、GPS、卫星等)的支持。其中DV-Hop算法在获得平均每跳距离的计算过程中，节点之间通信量过大，没有考虑不良节点(本质上无法定位的节点)的影响，导致平均定位误差较大。APIT定位算法通信量较小，定位精度相对较高，但要求较高的锚节点密度。质心定位算法虽然实现简单、通信开销小，但仅能实现粗精度定位，需要较高的锚节点密度。而Amorphous定位算法需要预知网络平均连通度，需要较高的节点密度【12】【”】。Ran

3、ge—free算法的精度和收敛速度一定程度上依赖于网络平均每跳距离估计的精度，而且当传感器网络各向异性或拓扑结构比较复杂时算法的性能将明显变差。与基于Range—free的算法相比，Range—based算法定位精度相对较高。但由于Range-free算法无需测量节点间的绝对距离或方位，因而降低了对节点的硬件要求，使得节点成本更适合于大规模传感器网络。距离无关的定位机制定位性能受环境因素的影响小，虽然定位的误差相应有所增加，因此也是目前大家普遍重点关注的定位机制。在传感器网络中，传感器节点自身的正确位置是提供监测事件位置信息的前提。定位技术作为传感器网络应用的关键技术之一，同样引起了各

4、国研究者的关注。随着传感器网络研究的深入开展，已经有一些应用于无线传感器网络的定位系统被提出，其中比较有代表性的定位系统有ActiveBadge系统，ActiveBat系统114】，RADAR系统【l51，Cricket系统[161，Medusa系统等BT]。AT&TCambridge的ActiveBadge系统是最早的室内定位系统，它是由在建筑物内布置一个通过以太网连接的红外线传感器节点组成的网络，系统的定位精度以房间为单位。但是由于红外线在阳光下无法正常工作，所以该系统的应用区域受到限制。同时，红外信号传播距离短，使系统在建筑物内不得不安装许多传感器，导致系统扩展能力很差，需要巨额

5、的安装、配置和维护费用。ActiveBat系统是在Badge系统上的优化，它使用了超声波测距技术提供了比Badge更精确的定位功能。但是，ActiveBat系统同样存在着可扩展性差、布置代价和总体成本高的缺点。RADAR系统是微软公司基于IEEE802．1l无线网络标准设计的一种室内定位系统。在RADAR系统中，主要考虑建筑物的墙壁对信号传播的影响，建立信号衰落和传播距离2

6、1IJ的关系。虽然在试验环境中RADAR系统表现f}{良好的特性，但是在现实环境中，温度、障硭j物、传播模式等条件往往都是变化的，使得该技术在实际应用中仍然存在很多困难。Cricket系统是麻省理工学院的Oxyge

7、n项目的‘一部分，用来确定移动或静止节点在建筑物内的具体房问位置。该系统利用无线射频信号和超声波信号到达时间间隔计算出未知节点到该发信号节点的距离。然后通过比较到各个邻近发信号节点的距离，选择出离自己最近的发信号节点，从而确定自身的房问位置。Cricket系统受超声波传播方向性限制，不能实现任意两点间的测距和定位。AHLos系统是一种迭代的定位算法，它利用信号到达时间差测量邻居节点间的距离。该算法对信标节点(已知自身位置的节点)的密度要求高，不适用于规模大的传感器网络，而且迭代过程中存在累积误差。传感器网络系统是当今前沿性的热点研究方向之一，有着巨大的科学意义和应用背景。被认为是将对2

8、1世纪产生巨大影响力的高技术之一。无线传感器网络作为一个全新的研究领域，在基础理论和工程技术两个层面向科技工作者提出了大量的挑战性研究课题。我国无线传感器网络研究及其应用几乎与发达国家同步启动。中科院上海微系统研究所、沈阳自动化所、软件研究所、计算所、电子所和合肥智能技术研究所等科研机构，哈尔滨工业大学、清华大学、浙江大学、西北工业大学和国防科技大学等院校在国内较早开展了传感器网络的研究。目前国内对基于WSN的定位技术研究还不多，史龙等人在综合