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基于改进dv-hop的水质WSN节点定位算法研究

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电视技术 2022年第6期46卷 42-45页

作者：陈柄全郭星锋黄元峰杨明润武汉工程大学电气信息学院湖北武汉430205

通过设计基于灰狼算法改进的dv-hop水质检测节点定位优化算法,以解决水质节点不能准确定位污染源的问题。首先引入平均跳距修正因子解决节点分布不均匀问题,其次改进灰狼算法的输入信息,使其同时具有位置坐标信息和距离信息,从而实现节... 详细信息

通过设计基于灰狼算法改进的dv-hop水质检测节点定位优化算法,以解决水质节点不能准确定位污染源的问题。首先引入平均跳距修正因子解决节点分布不均匀问题,其次改进灰狼算法的输入信息,使其同时具有位置坐标信息和距离信息,从而实现节点的精确定位。仿真结果显示,该算法相较于其他3种算法具有更高的定位精度。

关键词：无线传感器网络改进DV-Hop算法平均跳距修正因子改进灰狼优化算法

无线传感器网络中dv-hop定位算法的改进

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五邑大学学报（自然科学版） 2013年第2期27卷 59-64页

作者：刘玉锟廖惜春沈海燕陈俊丽五邑大学信息学院广东江门529020 成都理工大学信息科学与技术学院四川成都610059

通过分析dv-hop算法定位过程误差产生的主要原因,在限制节点间跳数、校正相同跳数的节点之间的跳距和循环升级等3个方面进行改进,并对改进算法进行仿真实验,结果表明:在相同的环境下,本文提出的改进算法能显著提高节点定位精度和覆盖率.

关键词：无线传感器网络节点定位 dv-hop算法改进DV-Hop算法

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基于dv-hop的WSN节点定位技术研究

基于DV-Hop的WSN节点定位技术研究

作者：杨子琴江南大学

学位级别：硕士

无线传感器网络(Wireless sensor networks,WSN)作为物联网感知层的一个核心技术,随着研究人员对物联网领域研究热度提高,WSN也得到了越来越多关注。WSN在多个领域得到了广泛应用,如精准农业、环境治理、医疗卫生等领域。大多数应用场... 详细信息

无线传感器网络(Wireless sensor networks,WSN)作为物联网感知层的一个核心技术,随着研究人员对物联网领域研究热度提高,WSN也得到了越来越多关注。WSN在多个领域得到了广泛应用,如精准农业、环境治理、医疗卫生等领域。大多数应用场景需要传感器或设备的位置信息。而节点定位技术可以获取传感器或设备的具体位置,因此定位技术在WSN中具有十分重要的地位。dv-hop算法是一种普遍应用于实际的定位技术,其具有不依赖测距技术、定位成本低廉和复杂度低等优点,因此对dv-hop算法进行研究具有较高研究价值。本文阐述了dv-hop算法定位原理,从理论上分析了其定位误差来源,为减少定位误差,提出了一些改进方案,主要工作内容为:为了降低因跳数和跳距计算方式导致的定位误差,提出了基于跳距加权的dv-hop定位算法。在该方法中,首先利用双通信半径对单个跳数值细分,从而得到更准确跳数值;然后在不同节点跳数值范围,利用不同平均跳距分别计算节点间距离,并且利用跳距和通信半径比值作为新的权重,用于控制不同锚节点对跳距的影响;最后利用最小二乘法计算节点位置。通过仿真实验,说明此改进策略可以提高算法定位精度。为了降低因采用最小二乘法求解未知节点位置而导致的定位误差,提出了基于黄金正弦粒子群的dv-hop算法。该方法利用黄金正弦粒子群算法估计节点位置。黄金正弦粒子群算法是对惯性权重和位置更新方式两方面改进,首先利用指数函数实现惯性权重非线性递减,并加入一个随机数对其动态调整,最后根据黄金正弦优化算法原理对粒子位置更新。测试函数结果证明,黄金正弦粒子群算法具有良好寻优能力。在同样仿真条件下,所提出改进DV-Hop算法有效地降低了定位误差。为了降低定位成本以及节点分布不均导致的定位误差,提出了基于移动锚节点的dv-hop算法。该方法使用一个移动锚节点按照规划路径对网络中节点定位。其主要工作是利用改进蚁狮优化算法选取虚拟锚节点位置,并根据旅行商问题获取这些虚拟锚节点间最短移动路径。改进蚁狮优化算法提出利用黑洞策略和反向学习对蚂蚁位置更新,可以提高算法收敛速度和种群多样性。测试函数结果表明,改进蚁狮优化算法具有良好寻优能力。在相同的测试条件下,所提出基于移动锚节点的路径规划与其它静态路径规划相比,在虚拟锚节点个数、路径长度以及定位精度上具有更好性能。

关键词：节点定位改进DV-Hop算法跳距加权黄金正弦粒子群算法改进蚁狮优化算法

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无线传感器网络节点定位算法的分析与研究

无线传感器网络节点定位算法的分析与研究

作者：张慧芳内蒙古大学

学位级别：硕士

随着科学技术的迅猛发展,人们对信息获取和信息处理的要求也越来越高,无线传感器网络作为一种综合多门学科的新兴技术,受到人们的广泛关注,其发展前景势如破竹。围绕无线传感器网络这一大课题,有许多关键技术,其中定位算法一直是业界学... 详细信息

随着科学技术的迅猛发展,人们对信息获取和信息处理的要求也越来越高,无线传感器网络作为一种综合多门学科的新兴技术,受到人们的广泛关注,其发展前景势如破竹。围绕无线传感器网络这一大课题,有许多关键技术,其中定位算法一直是业界学者热烈讨论和潜心研究的重点。本文所研究的内容和方向,就是如何通过利用与距离无关的dv-hop算法,实现对无线传感器网络节点的定位。文章首先对传感器网络的体系结构、发展背景和关键技术做了简要阐述,在此基础上阐述了无线传感器网络定位的基本原理,并对各类算法进行了描述和分类。分析了dv-hop传统算法的定位思想和存在弊端,总结并提出改进的dv-hop算法。与传统算法相比,改进算法在第一阶段就可以将一些特殊待测节点的位置坐标求解出来,在第二阶段,改进算法摒弃了传统算法单一选取跳距值的思想,将待测节点从所有路由传来的信标节点的跳距值进行求和取平均数,将这一平均数作为最后的参数参与到后续的运算当中。最后,运用Matlab分别对传统算法和改进后的算法进行了模拟和仿真,从Matlab的仿真结果,容易看出改进DV-Hop算法在定位精度的实现上比传统算法更上一层楼,稳定性的实现也更进一步。

关键词：无线传感器网络定位算法改进DV-Hop算法 Matlab仿真

基于WSN的矿井皮带传输机火灾监测节点的研究

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基于WSN的矿井皮带传输机火灾监测节点的研究

作者：崔健辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

近几年以来,我国煤矿井下的火灾事故时有发生,每次矿井火灾事故的发生除了对煤矿产生巨大的经济损失外,也往往伴随着较大的人员伤亡,对煤矿的顺利开采带来了巨大的障碍。而作为引发煤矿井下火灾的主要设备,载煤皮带传输机的防火问题就... 详细信息

近几年以来,我国煤矿井下的火灾事故时有发生,每次矿井火灾事故的发生除了对煤矿产生巨大的经济损失外,也往往伴随着较大的人员伤亡,对煤矿的顺利开采带来了巨大的障碍。而作为引发煤矿井下火灾的主要设备,载煤皮带传输机的防火问题就得到了煤矿安全人员的重视。目前传统的煤矿井下皮带传输机火灾监测方式,往往仅仅依据某一种表征燃烧信号。同时针对距离较长的皮带传输机,现有的监测系统进行布线也十分麻烦。针对这一现状,设计和研究以无线传感器网络为基础的井下皮带传输机火灾监测系统具有重要的理论意义和较强的实际应用价值。煤矿井下皮带传输机火灾监测系统如何准确的定位火灾发生的区域是该监测系统的主要研究方向,如果不能及时准确的定位到火灾发生的位置,那么该监测系统也就没有任何意义,针对传统的dv-hop定位算法以及已有的改进dv-hop定位算法的不足,提出了运用加权平均算法来校正网络的平均跳段距离的改进方案,通过该方案提高对传感器节点定位的精确度,通过仿真实验显示,本文的改进算法相对传统的dv-hop算法在定位精确性方面有明显优势。以节点低功耗、无线传输的特性、系统的可靠性以及现场需要采集的数据为原则,完成了微处理单元、无线传输单元、参数信息采集单元以及能量单元的硬件设计与软件编程,最后对所做工作进行总结,并对今后的研究进行了展望

关键词： WSN 改进DV-Hop算法火灾监测传感器节点

基于非测距的无线传感器网络定位算法研究及其在环境监测中的应用

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基于非测距的无线传感器网络定位算法研究及其在环境监测中的应用

作者：陈轶淼吉林大学

学位级别：硕士

随着科学技术的不断进步，无线传感器技术也飞速发展起来，在工农业、医疗以及军事领域等方面都得到了广泛的应用。为很多领域都做出了不可或缺的贡献。无线传感器网络发展到今天，已经不只是一个单独的知识领域，在科技互相融合的现代... 详细信息

随着科学技术的不断进步，无线传感器技术也飞速发展起来，在工农业、医疗以及军事领域等方面都得到了广泛的应用。为很多领域都做出了不可或缺的贡献。无线传感器网络发展到今天，已经不只是一个单独的知识领域，在科技互相融合的现代社会，无线传感器网络也与很多其他知识领域有着不可分割的联系，如无线定位、医疗研究、工农业生产等等。在环境监测中，无线网络技术的应用也越来越多，随着人们环境监督的要求越发的强烈，对环境监测的要求也就越多，因为对无线传感器网络技术在环境监测的应用也就越高，所以研究无线传感器网络，不仅仅只是对传感器网络进行研究，更重要的是，通过研究传感器网络，能够联动解决很多其他领域的问题，这样就使得无线传感器网络的研究和探索显得更有必要了。随着人们的环保意识的逐渐增强和环境监督的越发强烈，环境监测工作尤为重要，但是对于广大的自然环境，就需要无线传感器网络来进行监测，通过部署大量的无限传感器节点，利用节点间的彼此通信，进行监控信息的传递。而在无线传感器网络技术里面，定位算法是一个非常重要的部分，但是目前大多采用基于距离相关的定位算法，使用RSSI算法进行定位。但是该算法的测距过程特别容易受到外界电磁环境、多径传播等因素，同样的距离下信号强度在传播中衰减的程度也不同，产生较大的误差，定位的效果也不理想，所以本文提出了一种与距离无关的定位算法--CDLIE算法，这个算法目的是为了降低节点受环境因素的影响，提高定位精度，减少通信开销，同时也降低使用成本。本文通过对几种常用的定位算法进行相关的对比研究，选择出其中比较典型的两种算法：质心算法和dv-hop算法进行重点讨论。并将这两种算法进行组合，利用这两种算法各自的优点来弥补彼此的缺点，从整体上对CDLIE算法进行提高，CDLIE算法由未知节点会根据预判值t进行选择使用质心算法或者dv-hop算法，因为质心算法通信开销比较低，这样的选择通常在达到定位精度以后;否则选择dv-hop算法，因为dv-hop算法定位精度较高，而且也容易实现，只是通信开销相对较高。同时也分别对质心算法和dv-hop算法进行了改进，来提高定位精度和降低通信开销。这样使CDLIE算法使监测节点降低了受环境因素的影响，更适合于环境监测中的应用。并通过实验对算法进行了验证，并且与传统的dv-hop算法作对比，证明了CDLIE算法在定位精度上的提高了3.2%--6.1%，并且通过节点对质心算法和dv-hop算法的选择的数量，得出了通信开销也得到降低的结论。进一步的证明了CDLIE算法适合在环境监测的无线传感器网络中应用。

关键词：无线传感器网络改进质心算法改进DV-Hop算法环境监测应用