监测煤矿的一种无线传感器网络节点定位算法

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1、2010年第29卷第9期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)1l9监测煤矿的一种无线传感器网络节点定位算法薛霞，孙勇(1．西北大学信息学院，陕西西安710127；2．北京理工大学电子安全工程系。北京100081)摘要：利用DVHop算法实现了煤矿安全监测无线传感器网络节点之间的自定位。针对煤矿安全监测应用领域对网络节点定位的特殊要求，提出了一种节点定位精度的改进方案。介绍了引入距离误差校正值后的Dv—Hop定位算法。该算法节点间通信量少，适合不均匀分布的网络场景。仿真结果表明：改进后的算法有效地提高了无线传感器网络节

2、点的定位精度。关键词：无线传感器网络；节点定位；距离矢量跳数算法；煤矿中图分类号：TP212．9文献标识码：A文章编号：1000--9787(2010)09-0119-03Anodelocalizationalgorithm0fwirelesssensornetworks[一orCOa-lml●nemom-tori-ngXUEXia，SUNYong(1．SchoolofInformation，NorthwestUniversity，Xi’an710127，China；2．DepartmentofElectronicSafetyEngineering，BeijingIns

3、tituteofTechnology，Beijing100081，China)Abstract：Self-localizationbetweennetworknodesofwirelesssensornetworksforCOalminesafetymonitoringISrealizedbyusingDV—Hopalgorithm．Animprovednodelocalizationalgorithmisproposedandoptimized，aimedatthespecificrequirementsofcoa]minesafetymonitoringapplic

4、ationstowirelesssensornetworks．TheDV—Hoplocalizationalgorithmbasedondistanceerrorcorrectingvalueisintroduced．Thecommunicationexpensebetweennodesislowbythisalgorithm．Itisappropriatetotheunevendistributionofnetworkscenarios．Simulationresultsindicatethattheoptimizedalgorithmimprovethenodepo

5、sitioningprecisioneffectively．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；nodefocalization；distancevector—hop(DV—Hop)algorithm；coal0引言置，把传感器节点分为锚节点和未知节点。在WSNs中，锚我国煤矿安全技术与装备水平低，事故隐患多。由于节点(anchornode)是已知自身精确的位置，且能够协助未无线传感器网络(WSNs)可应用于布线和电源供给困难的知节点进行定位；未知节点(unknownnode)是需要进行定区域、人员不能到达的区域和一些临时场合。因

6、此，本位的节点。在一个节点的通信半径内，直接通信的节点称文将WSNs应用于煤矿安全监测，这将有效地提高了煤矿为邻居节点。一个节点拥有的邻居节点数量称为网络连通安全生产的监测水平，并且减少了事故隐患J。在煤矿安度。全监测中，需要知道采集的数据信息所对应的具体区域位根据定位机制的不同，将WSNs自身定位算法分为两置，如对瓦斯突出，只有快速确认瓦斯突出的具体地点，才类：基于测距(range—based)的定位方法和无需测距(range—能及时采取相应的措施，防止事故发生。因此，研究节点定free)的定位方法。前者需要测量未知节点与锚节点之位是WSNs的一项重要支撑技术。间的距

7、离或者角度信息，然后使用三边测量法、三角测量法1WSNs在煤矿安全监测中的基本定位机制或极大似然估计法计算未知节点的位置。后者无需距离或节点定位是依靠传感器网络中少量锚节点的位置信息角度信息，仅根据网络的连通性、跳段估算距离等信息来确确定监测区域中其他未知节点的位置坐标，在传感器节点定节点的位置，具有低功耗、低成本的优势，且不需硬件支问建立起一定的空间关系。根据节点是否已知自身的位持。NiculeseuD等人提出的DV．Hop节点定位算法9,10]收稿日期：2O1O1—11l20传感器与微系统第29卷不需要提供额外的硬件，节点间的通信量低