基于DV-Hop的改进型WSN定位算法

作     者：黄俊杰 

作者单位：合肥工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘士兴

授予年度：2015年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 0802[工学-机械工程] 

主      题：无线传感器网络 DV-Hop定位算法 信标节点 加权算法 

摘      要：近年来,无线传感器网络广泛应用在物件追踪,医疗卫生,智能家居,智慧城市,智能交通,工农业生产和环境监测等众多领域中。在无线传感器的网络系统中,获取网络中的传感器节点的具体位置信息是至关重要的,是无线传感器网络在众多领域中应用的基础。本文首先分析几种常见的基于非测距的无线传感器网络定位算法,重点分析了DV-Hop定位算法及其定位误差产生的原因。接着针对DV-Hop算法在网络节点分布不均匀的时候,产生很大的定位误差,引入了加权DV-Hop算法。该算法的基本思想是在DV-Hop定位算法中,通过加权系数的大小体现不同信标节点对未知节点位置坐标运算中的影响力大小,然后通过加权平均跳距估算未知节点的位置。然后本文分析了在加权DV-Hop定位算法中,在节点的通信半径内,无论邻居节点与信标节点距离多远,跳数均为1跳,这种估计方法将会引入很大误差。在此基础上,本文提出两种改进加权DV-Hop算法的方法,一种是引入跳距系数补偿的加权算法,另一种是基于跳数值细化的加权DV-Hop定位算法。其中基于跳距系数补偿的加权DV-Hop定位算法通过引入与通信半径相关的平均跳距修正系数降低定位误差,而基于跳数值细化的加权DV-Hop定位算法通过采用多半径广播分组数据,细化跳数的方法,改进平均跳距从而降低定位误差。最后,利用MATLAB软件建立仿真模型,对各种算法进行仿真。仿真结果表明基于跳数值细化的加权DV-Hop定位算法的定位误差最小,基于跳距系数补偿的加权DV-Hop定位算法次之并优于加权DV-Hop算法,DV-Hop定位算法定位误差最大。