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《基于群體智能改進無線傳感器網(wǎng)絡定位算法》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、基于群體智能改進無線傳感器網(wǎng)絡定位算法f春量董雪窒江西理工大學信息工程學院南京郵電大學光電工程學院對經(jīng)典DV-Hop算法誤差比較大的現(xiàn)象進行討論。對DV-Hop算法進行改進,提出BSADV-Hop算法。該算法分為兩大部分,第一部分對跳數(shù)計算方法進行改進;第二部分對平均每跳距離進行尋優(yōu)。在這過程中采用一種群體智能算法一一鳥群算法最終降低平均每跳距離導致的誤差。仿真實驗結(jié)果證明,與經(jīng)典DV-llop和PSODV-Hop相比,該算法能更準確地計算節(jié)點平均跳距,定位精度得以提高,并且體現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性和可行性。關鍵詞:無線傳感器網(wǎng)絡;DV-llo
2、p定位算法;鳥群算法;平均每跳距;。ImprovedlocalizationalgorithmforwirelesssensornetworksbasedonswarmintelligenceTinChunjingDongXueyingSchoolofInformationEngineering,JiangxiUniversityofScienceandTechnology;SchoolofOpto-electronicsEngineering,NanjingUniversityofPostsandTelecommunications;A
3、bstract:Inthispaper,theerrorofDV-IIopalgorithmisdiscussed.TheDV-IIopalgorithmisimprovedandBSADV-HopalgorithmisproposedThisalgorithmisdividedintotwoparts.Inthefirstpart,thehopcountmethodisimproved.Thesecondpartistooptimizetheaveragehopdistance.Inthisprocess,abiological1yin
4、spiredalgorithmcalledbirdswarmalgorithmisusedtominimizetheerrorcausedbytheaveragehopdistance.SimulationresultsshowthatcomparedwithDV-HopandPSODV-Hop,theaveragehopdistanceofnodescanbecalculatedmoreaccurately,andthepositioningaccuracycanbeimproved.Moreover,theproposedalgori
5、thmshowsgoodstabilityandfeasibility.Keyword:WSN;DV-Hoplocationalgorithm;BSA;theaveragedistanceperhop;0引言無線傳感器網(wǎng)絡屮節(jié)點定位算法按不同的標準可分為多種。在WSN屮根據(jù)測距可將算法分兩種:基于測距定位算法和基于非測距定位算法?;跍y距的算法需要采用測量途徑得到距離信息,其中有以T0AXU、TD0A以及RSSI為代表的定位技術?;跍y距的算法有兩點不足之處:(1)測距結(jié)果易受環(huán)境影響;(2)—般的測距過程中需要增加其他設備,這些設備需要
6、花費額外的能量用于通信。而以Centroid算法、DV-IIop算法為代表的定位算法通常采用連通性定位,對硬件設備沒有其他的額外要求,在WSN定位過程花費成本比較低。因此適合在大規(guī)模的傳感器網(wǎng)絡中應用。1DV-Hop算法的誤差源頭DV-Hop算法可分三個主要步驟U1。(1)無線傳感器網(wǎng)絡中節(jié)點最小跳數(shù)計算。(2)錨節(jié)點獲取自身真實的位置。用公式(1)m計算平均每跳距離,信標節(jié)點k的平均每跳距離為:其中,信標節(jié)點k的位置用(xk,yk)表示,第1個信標節(jié)點的位置用(xhyi)表示。hopkl為信標節(jié)點k與信標節(jié)點1之間的跳數(shù)。待定位節(jié)點m接
7、收離自己最近信標節(jié)點的平均跳距,并利用步驟(1)得到的距錨節(jié)點的跳數(shù)來計算距信標節(jié)點的長度:其中,Dmn是待定位節(jié)點m離自身最近信標節(jié)點n的距離,hopsize是平均每跳距離的大小,它表示待定位節(jié)點m與最靠近它信標節(jié)點n平均每跳距離的大小。hop,n為待定節(jié)點m到信標節(jié)點n的跳數(shù)。(3)通常用最小二乘法來計算待定節(jié)點位置。經(jīng)典的DV-Hop算法比較容易實現(xiàn)節(jié)點位置的計算,并且花費成本相對比較少,但定位精度就差強人意了。這主要是由平均每跳距離有誤差造成的。圖1跳數(shù)誤差來源示意圖DV-Hop算法中的跳數(shù)求解中,經(jīng)常把在一跳范圍內(nèi)的節(jié)點都當做一
8、跳。A節(jié)點與B節(jié)點都在一跳范圍里,所以P節(jié)點把到節(jié)點A和到節(jié)點B的距離都記成一跳。但從圖1中,這-跳的距離明顯不等,故是誤差的源頭。經(jīng)典的DV-Hop算法在求解信標節(jié)點平均每跳距離時,經(jīng)常錯誤