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基于DV-Hop的无线传感器网络定位算法研究

作　者: 周杨
导　师: 秦嘉杭
学　校: 南京财经大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 无线传感器网络无需测距定位算法 DV-Hop 定位精度覆盖率
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
引　用: 0次
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内容摘要

随着当今社会科技的飞速发展，无线传感器网络已经融入到人类日常生活和社会活动的各个领域。定位技术对无线传感器网络有着至关重要的作用，有了节点的位置信息后，可以开发出许多关于无线传感器网络的新应用。在无线传感器网络定位算法中，最常见的定位算法分类是根据是否需要测距，将算法分为基于测距（range-based）技术定位和无需测距（range-free）技术定位。由于无需测距定位算法所需硬件成本小，并易于实现，因此是研究重点和热点。本文研究的主要内容是无需测距的DV-Hop算法。首先对DV-Hop算法原理进行分析，指出该算法中的缺陷所在，并对现有一些改进的DV-Hop算法进行分析研究。其次，针对经典DV-Hop算法中存在的定位误差大，锚节点比例较小时覆盖率低的缺陷，提出新的改进算法IDV-Hop（Improved DV-Hop）。IDV-Hop算法的改进主要有三点：①修正平均跳距。用全网平均跳距和单个锚节点平均跳距的均值取代经典DV-Hop算法所计算的平均跳距，使得在网络分布不均的情况下，平均跳距的估算值既能反映全网络平均跳距的整体情况，也能反映单个锚节点所估计平均跳距的局部情况，这样计算出的平均跳距更为准确；②选取最优锚节点组合定位。锚节点的位置信息对最终未知节点的坐标计算影响是很大的。IDV-Hop算法则根据未知节点到锚节点连通度的不同，选取最优的三个锚节点组合对未知节点定位计算，使得对未知节点的坐标估算更加准确；③未知节点升级为辅助锚节点。锚节点的数量对网络覆盖率起着关键作用，IDV-Hop算法将未知节点优先级Pri值最大的节点升级为辅助锚节点。定位后的辅助锚节点连同本来锚节点再次广播信息，选出重新排序后的未知节点优先级Pri值最大的节点再次升级为辅助锚节点，如此循环，直到完成对所有未知节点的定位。这样锚节点能覆盖更多的未知节点，以此来提高网络中节点的覆盖率。本文最后用MATLAB软件对IDV-Hop算法进行仿真，并与原DV-Hop算法对比。仿真结果显示，本文的改进算法IDV-Hop在定位精度和覆盖率两个方面都要优于经典DV-Hop算法。

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