基于角度判断的无线传感器网络APIT定位算法研究.pdf

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1、2013年第32卷第1期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)73基于角度判断的无线传感器网络APIT定位算法研究胡中栋，贾方方(江西理工大学信息工程学院，江西赣州341000)摘要：在无线传感器网络节点定位算法中，近似三角形内点测试(APIT)算法具有较好的定位性能，成本较低，实现容易，在节点密度比较密集的情况下能达到比较理想的定位精度。但是在节点相对稀疏的环境下该算法误判率高，误差较大。提出一种APIT改进算法，利用角度求和来判断未知节点位置，通过理论分析比较和仿真实验表明：该算法可以在节点相对稀疏的情况下减小定位误差，提高定位精度。

2、关键词：无线传感器网络；节点定位；近似三角形内点测试；角度求和中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2013)01-0073-03ResearchonAPITlocalizationalgorithmforWSNsbasedonjudgmentofangleHUZhong—dong，JIAFang—fang(SchoolofInformationEngineering，JiangxiUniversityofScienceandTechnology，Ganzhou341000，China)Abstract：Inthenodelocalizationalgorith

3、mforwirelesssensornetworks，APITalgorithmhasgoodpositioningperformance，relativelowcost，easytorealizeandcanachievetheidealpositioningprecisionintheintensivenodedensity．However，inrelativesparsenodedensityenvironment，thealgorithmispronetoerrors．AnimprovedAPITalgorithmwhichcanjudgethelocalizationofunkn

4、ownnodebysummationofangleispresented．Thesimulationshowthatthisalgorithmcanreduceerorsandimprovethepositioningprecisioninrelativesparsenodedensityenvironment．Keywords：wirelesssensornetworks；nodelocalization；APIT；summationofangle0引言1APIT算法在无线传感器研究领域中传感器节点定位是一项基本1．1基本思想技术J。根据是否测量节点间的距离，节点定位分为APIT算法是由

5、HeT等人在2003年提出的一种算法。2类：测距与非测距。后者成本小，能耗低，适用于大规这种算法的基本思想就是未知节点可以在其通信半径内监模环境中，应用前景较好，但在定位精度上不及前者。基于听自己邻居锚节点的信息，假设未知节点周围邻居锚节点非测距的经典算法有DV—HopJ、质心算法J、近似三角形个数为m个，那么，从这m个锚节点中任选3个组成1个内点测试(APIT){51等。APIT算法在节点密度比较高的情三角形，共有种组合，然后采用三角形内点测试(PlT)法，判断未知节点是否位于每一个三角形中，穷尽所有组况下有较好的定位性能，可以得到比较满意的精度，成本比合，最后取所有包括未知节点三角形重

6、合区域对其求质心，较低，实现也比较容易。但是如果在随机分布的网络环境即认为此质心为未知节点的位置坐标，如图1中的阴影部中，节点密度相对稀疏的情况下，误差较大。分则是三角形的重合区域，对此不规则多边形求质心，即可基于以上研究，本文选择在节点密度比较稀疏的情况得到估计位置坐标。下利用角度求和判断对APIT算法进行了进一步改进，改进APIT算法的基本理论基础是PIT，它是在较高的节点算法可以尽量避免出现未知节点误判的情况，以提高定位密度的网络环境中模拟节点移动，即未知节点与邻居节点精度，减小定位误差。本文中称已知节点为锚节点，待定位之间相互交换信息，通过比较无线信号的强度大小来判断节点称为未知节

7、点。收稿日期：2012-06-15}基金项目：江西省教育厅资助项目(GJJ10492)74传感器与微系统第32卷能没有邻居节点，或者是距离较远，就很容易出现如图2、图3中的2种误判情况。针对此类误判情况，本文提出一种改进算法，利用角度求和来判断未知节点是否位于三角形内部。如图4所示，D为未知节点，图4(a)所示的是D节点在三角形内部的情图1APIT算法定位原理况，从图中可以看出：／_ADB+A_ADC+／_BDC=360