基于地形改正的无线传感器网络DV-Hop定位算法.pdf

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1、2013年第32卷第6期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)147基于地形改正的无线传感器网络DV-Hop定位算法胡中栋，曾埏，肖红(江西理工大学信息工程学院，江西赣州341000)摘要：对山坡地形的无线传感器网络三维DV．Hop定位算法进行了研究。通过理论与仿真对比分析，在山坡地形应用典型三维DV—Hop算法，定位误差很大，且不稳定，不能满足实际应用需求。提出了基于地形改正的三维DV．Hop算法，节点定位精度高，相对无线射程的平均均方差30％左右，且基本不受山坡倾角、通信半

2、径与锚节点比例的影响，完全可以满足实际应用的需求。关键词：无线传感器网络；三维DV—Hop；山坡；地形改正中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000--9787(2013)06-0147-03DV—HoplocalizationalgorithmsinWSNs一based一OntJ0p0grapn1l●Ccorrect·i‘0n币HUZhong—dong，ZENGTing，XIAOHong(SchoolofInformationEngineering，JiangxiUniversityofScienceandTech

3、nology，Ganzhou341000，China)Abstract：Wirelesssensornetworks(WSNs)3DDV-Hoplocalizationalgorithmonhillsideisstudied．Bytheoryandsimulationcomparisonanalysis，applicationoftypical3DDV—HopalgorithmonhillsidecancauselargepositioningelTorandunstable，itcannotmeetthedemandofpra

4、cticalapplication．3DDV—Hopalgorithmbasedontopographiccorrectionisputforward．Nodepositioningprecisionishigh，averagevarianceofrelativelywirelessrangeisabout30％，anditisnotinfluencedbyhillsideinclinationangle，communicationradiusandanchornoderatio，andfullymeetstheneedsofp

5、racticalapplication．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；3DDV·Hop；hillside；topographiccorrection0引言二种方法精度更高。相对无线射程的平均均方差3O％。无线传感器网络(wirelesssensornetworks，WSNs)节点这2种基于地形改正的DV—Hop定位算法均可实际应用，定位技术是无线传感器网络中的关键技术之一⋯，也是实能满足WSNs节点在山坡地形定位的需求。现许多应用的前提。在森林防火、地质灾害预警、环境监测1三维DV-

6、Hop定位算法等应用中，WSN节点被随机部署，常常是部署在山区。因1．1DV—Hop算法此，对山区地形的无线传感器网络的三维定位技术研究具NiculescuD等人利用距离矢量路由的原理提出DV—有重要意义。Hop算法。三维DV．Hop算法的基本思想是：计算未知将典型三维DV．Hop定位算法应用到山坡地形，由于节点与每个信标节点的最小跳数，计算未知节点与信标节传感器节点分布在山坡斜面上，锚节点共面，出现多重共线点的实际跳段距离，并求出未知节点到锚节点的距离，利用性，定位误差大，且不稳定，该算法无法实际应用。本文四边测量法或极大似然

7、估计法计算自身坐标⋯。提出了2种基于地形改正的DV—Hop定位算法：1)将山坡极大似然估计法：若未知节点(，y,z)有n(n>4)个锚斜面方程加入到未知节点到锚节点的距离所得方程组，从节点(，Y。，z)，(2，Y2，Z2)，⋯，(，Y，)，可得到矛盾方而构成新的矛盾方程组，解该矛盾方程组得到未知节点的程组J坐标；2)首先解未知节点到锚节点的距离构成的矛盾方程组，得未知节点的初始坐标，将其投影到山坡斜面上，即得A=曰．(1)未知节点的位置。这2种方法都使定位精度大大提高，第其中收稿日期：2012—11-23基金项目：江西省教育厅资

8、助项目(GJJ10492)l48传感器与微系统第32卷一一，)2(Yl-y)+一+一+一，，，．．．．．．．=．．．．．．．--一X／)2(Y2-y)；一：+一+一+d：一d!A22l2B=；21一)2(Yl-y)一一：+y：一一+一一：+一一d一=矛盾方程组的