无线传感器网络三维APIT网格化算法.pdf

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1、第25卷第5期传感技术学报V0l_25No．52012年5月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSMav2012Three-DimensionalGridofAPITAlgorithminWirelessSensorNetworkXIANGWeihua，JIAChao，WANGHuakui，SUNGaofeng(CollegeofInformationEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030002，China)Abstract：Fortherestrictionofapp

2、licationswhichisonlyappliedfortwo—dimensionalspaceinwirelesssensornetworkbyAPITalgorithm，3D—GPITalgorithmisproposedbasedonimprovementsofPITtheorem，whichcanbeusedinthree-dimensionalspaceandpickingoutthesubsetsofrangewithestimatedlocationofunknownnodesbytetrahedrontest，atthesametimeusing

3、3Dmeshmethodtooptimizecalculation．Simulatinglocationiscarriedonbychangingsuccessiveparametersintheareaof100mxlO0mxlO0mspace．Resultsdemonstratethatthealgorithmhavetheadvantageofbetterlocationaccuracyandlesscommunicationoverhead．Keywords：wirelesssensornetwork；nodelocalization；APIT；3D—GPI

4、TEEACC：6150Pdoi：10．3969／j．issn．1004—1699．2012．05．017无线传感器网络三维APIT网格化算法相卫华，贾超，王华奎，孙高峰(太原理工大学信息工程学院，太原030002)摘要：针对无线传感器网络中APIT算法只能在二维平面范围内应用的限制，提出了3D—GPIT算法，通过在最佳三角形内点测试算法的基础上进行三维空间的延拓，依靠基于四面体测试的方法获得未知节点估算区域的优选集，再利用三维网格方法优化计算。在100mX100mx100m空间区域内，通过逐次改变给定参数进行定位仿真。结果显示在_一维空间定位有着通信开销低、精度较高

5、的优势。关键词：无线传感网络：节点自身定位；APIT；3D—GPIT中图分类号：TP212．6文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)05—0639—05无线传感器网络WSN(WirelessSensorNetwork)通信开销较小，而且能够满足WSN网络对定位精度是一种由成千上万的微型传感器节点协同工作的分要求，因此这目前普遍研究的是这种定位机制[8-9]。布式自组织网络，其主要目的就是对感知对象进行由弗吉尼亚大学的研究者提出的APIT信息的监测，采集并及时上报给观测者ul]。根据(ApproximatePoint．In—Triangle。算法是一种

6、比较传感器网络的应用场景观测数据往往是不同的，但优秀的非测距定位方法，主要方法是利用PIT原理是有一类信息与这些数据是密不可分的．即节点的获取估算区域的优选集进行定位。PIT算法的核心位置信息。没有位置信息的数据是没有意义的，某内容是利用三角形特性来判定未知节点是否在其内些情况下如环境监测、军事侦查、城市交通等直接需部，从而估算位置区域。求就是目标位置信息[4-5]，因此如何对目标位置进随着定位技术应用领域的升级，首先面对的问行定位是传感器网络起关键作用。题就是节点空间的开拓．传统的无线传感网络定位目前传感器节点定位研究平台通常分为两大算法主要是针对二维平面而设计的

7、【j¨，但三维空间类：基于测量距离定位方法(Range—Based)和与测量更符合实际情况，在复杂地形的丛林，山区等环境距离无关的定位方法(Range．Free)j。与测距有关中．二维空间定位已不再适用，APIT算法就局限此的定位方法通信开销大，对节点硬件要求高，虽然精范围上。为此本文在分析APIT算法的基础上，提度上较高不适用于这种低能耗、低成本、一次性电源出3D—GPIT定位算法(Three．DimensionalGridBased的传感器节点。实验表明，非测距定位算法不仅onAPIT)，通过仿真比较证明了策略的有效性。收稿日期：2011—09—27修改日期