無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點自定位研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN：Wireless Sensor Network)正成為信息獲取的一種新興手段，而節(jié)點自定位技術(shù)是其中的一個重要分支。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采集的數(shù)據(jù)往往需要確定的位置信息才有意義，對目標(biāo)進(jìn)行追蹤需要預(yù)知節(jié)點位置，另外，許多網(wǎng)絡(luò)路由機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾硪彩且灶A(yù)知節(jié)點位置信息為基礎(chǔ)的。因此，確定節(jié)點位置是WSN最基本的功能之一，對WSN應(yīng)用的有效性起著關(guān)鍵的作用。 本文首先闡述了WSN中的定位問題，包括定位算法的基本原理，測

2、量技術(shù)以及分類等。在此基礎(chǔ)上，討論了具有代表性算法的原理及其特點，并著重對基于距離的定位算法做了深入分析，定量地比較了它們的性能。針對Malguki算法隨機(jī)性強(qiáng)，需要多次定位取最優(yōu)值的特點，本文將MDS-MAP算法與Malguki算法結(jié)合提出了一種改進(jìn)算法Malguki-MDS，并在定位精度和運算量兩方面對其進(jìn)行了仿真分析。仿真實驗表明：在定位精度方面，無論誤差如何，Malguki-MDS的定位精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于原Malguki算法：當(dāng)測距誤

3、差大于10％時，Malguki-MDS的定位精度高于MDS-MAP。在運算量方面，Malguki-MDS的運算量是原Malguki算法的30％左右，與MDS-MAP算法相當(dāng)。 本文的另一個研究工作是在分析遺傳算法(GA：genetic algorithm)基本原理的基礎(chǔ)上，嘗試將其應(yīng)用于WSN節(jié)點自定位，并建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。本文采用實數(shù)編碼方法，選擇合適的遺傳操作算子，以MATLAB為仿真平臺，統(tǒng)計分析了各參數(shù)對算法性能的影

4、響，并將其與已有的五種基于距離的定位算法進(jìn)行了比較。仿真結(jié)果表明，GA算法的定位精度次于CMA-MDS，優(yōu)于Malguki，LMS和CMA，當(dāng)錨節(jié)點數(shù)較多或測距誤差較大時，GA算法比MDS-MAP算法定位精度高。在運算量方面，GA算法與Malguki相當(dāng)，高于MDS-MAP和LMS，低于CMA；當(dāng)定位誤差較大或錨節(jié)點數(shù)較少時，GA算法的運算量低于CMA-MDS。所以，GA算法適用于錨節(jié)點數(shù)較多，測距誤差較大，定位精度要求不是特別高的情形