一种距离无关的无线传感器网络定位算法

距离无关传感器网络定位算法研究作者：张睿陈冬梅来源：《信息安全与技术》2015年第02期【摘要】针对无线传感器网络节点定位问题，文章首先简单地论述了几种较为经典的距离无关定位算法并对它们进行了比较，然后对近3年提出的部分优化的距离无关定位算法进行了介绍，并对其存在的优缺点进行了分析和讨论。

【关键词】无线传感器网络；距离无关；定位1 引言在大规模无线传感器网络中，节点自动定位是一项比较关键的技术，因为感知数据只有在具备位置信息的情况下才有意义。

当前传感器定位算法主要包括基于距离和距离无关这两大类。

基于距离的定位技术能够提供比较准确的节点位置信息，但它需要较高的硬件成本和通信开销。

相比较而言，距离无关定位方法由于没有节点间距离或角度测量信息，它所提供的定位准确性通常比基于距离的定位技术要低。

但是，在许多对定位准确性要求不是很高的应用场景，无需额外测距硬件的距离无关定位技术显示出了很高的优越性和性价比。

所以，距离无关定位技术也得到了人们广泛的关注。

特别是近几年，人们陆续提出了很多性能不错的距离无关定位算法。

2 典型的距离无关定位算法无线传感器网络中，典型的距离无关定位算法主要有质心算法、DV-Hop算法、Amorphous算法、APIT算法等。

2.1 质心算法Nirupama Bulusu等人提出一种室外定位算法，该算法仅仅与网络连通性有关，即质心算法。

质心算法的主要思想是设定时间段T，锚节点每过T时间，就定期的向邻居节点发送消息，该消息包含锚节点位置信息和工作标识号等，未知节点接收邻居锚节点广播的消息，当接收到的消息数量大于某一阈值K，或者过了某一时间t后消息数量没有变化，就确定自身位置为这些信标节点所组成的多边形的质心：（Xest，Yest）=（X，Y），其中（Xi，Yi）为未知节点能够接收到其分组的信标节点坐标。

2.2 DV-Hop算法根据距离矢量路由原理，Dragos Niculescu等人提出一系列分布式定位算法，DV-Hop算法就是其中之一。

无线传感器网络中节点定位算法的使用教程无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSNs）是由许多分布在特定区域内的无线传感器节点组成的网络系统。

节点的定位是WSNs中的一个重要问题，准确的节点定位可以帮助我们更好地理解和控制环境。

本文将为您介绍几种常见的无线传感器网络节点定位算法，并提供相应的使用教程。

一、距离测量节点定位算法距离测量是节点定位的一种常见方法，通过测量节点之间的距离来确定节点的位置。

常用的距离测量节点定位算法包括三角定位法和多边形定位法。

1. 三角定位法三角定位法基于三角形的边长和角度来计算节点的位置。

首先，选择三个已知位置的节点作为参考节点，测量参考节点间的距离和角度。

然后，通过计算未知节点相对于参考节点的距离和角度，使用三角学原理计算未知节点的位置。

使用教程：在使用三角定位法时，需要提前部署一些已知位置的节点作为参考节点。

首先，通过测量参考节点间的距离和角度，计算出它们的位置信息。

然后，在需要定位的节点周围布置足够多的参考节点，测量它们与参考节点之间的距离和角度。

最后，通过三角定位算法计算出目标节点的位置。

2. 多边形定位法多边形定位法利用几何多边形的边长和角度来计算节点的位置。

首先，选择若干个已知位置的节点作为多边形的顶点。

然后，测量各个顶点之间的距离和角度，并计算出多边形的边长和角度。

最后，通过多边形定位算法计算出未知节点相对于多边形的位置，从而确定未知节点的位置。

使用教程：使用多边形定位法时，首先选择若干个已知位置的节点作为多边形的顶点。

然后，测量各个顶点之间的距离和角度，计算出多边形的边长和角度。

最后，在需要定位的节点周围布置足够多的参考节点，测量它们与多边形顶点之间的距离和角度。

通过多边形定位算法，计算出目标节点相对于多边形的位置，最终确定目标节点的位置。

二、信号强度测量节点定位算法信号强度测量是利用节点之间的信号强度来进行定位的方法，常用的信号强度测量节点定位算法有收集定位法和概率定位法。

一种针对无线传感器网络的 WNDV-HOP 算法刘红庆【期刊名称】《计算机应用与软件》【年(卷),期】2013(000)012【摘要】在分析无线传感网络的基础上，对传统DV-Hop定位算法进行研究，发现DV-Hop定位算法在平均每跳距离计算对实际距离的影响较大。

提出基于无线传感网络的WNDV-HOP（A Weighted N-anchor Algorithm Based on DV-Hop）算法。

该算法采用信标节点校正了平均每跳距离、采用未知节点对估计坐标进行迭代求精，并在节点随机分布和网格随机分布2种网络拓扑环境下对算法进行实验仿真。

仿真实验表明该算法在定位精度和算法稳定性方面的性能都明显优于传统DV-Hop算法。

%Based on the analysis of wireless sensor network , we study the traditional DV-Hop algorithm, and find that in DV-Hop positio-ning algorithm the average hop distance calculation has big influence on actual distance .In this paper we propose a WSN-based WNDV-HOP ( a weighted n-anchor algorithm based on DV-Hop) algorithm.The algorithm uses beacon node to correct the average distance per hop , adopts unknown node to carry out the iterative refinement on estimate coordinates .Experimental simulation on the algorithm is conducted in two kinds of network topologic environments including random distribution of nodes and random distribution of grid , it demonstrates that the performance of the algorithm is superior to thetraditional DV-Hop algorithm in aspects of positioning accuracy and algorithm stability .【总页数】4页(P288-290,302)【作者】刘红庆【作者单位】湖南现代物流职业技术学院湖南长沙410131【正文语种】中文【中图分类】TP393【相关文献】1.一种针对无线传感器网络LEACH协议的改进算法 [J], 石闪;施伟斌;朱蓓2.LC-MAC:一种针对长链拓扑的无线传感器网络MAC协议 [J], 王耿初;方晨;刘昊3.一种针对无线传感器网络LEACH协议的改进算法 [J], 孙建伟;王绍辰;贾军营4.一种针对无线传感器网络能量洞的节点分布策略 [J], 马礼;童莉;马东超5.一种基于遗传算法与蚁群算法混合算法的r无线传感器网络定位算法 [J], 李杰;李振波;陈佳品因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种距离无关的无线传感器网络定位算法马润泽;余志军;刘海涛【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2011(030)011【摘要】通过分析和仿真,指出距离无关的无线传感器网络定位算法DV-Hop在节点分布密度不均匀的网络中的局限性.由此,提出一种新的定位算法.该算法中,各节点感知周边的节点密度,基于此对周边锚节点分区,利用相同区域的锚节点执行定位计算.通过仿真验证,在节点分布密度不均的网络中,该算法有效地降低了未知节点的定位误差,提高了定位精度.%By analysis and simulation, a conclusion shows that DV-Hop,a range-free localization algorithm for wireless sensor networks, is not appropriate for the networks which are not unified in density. A new localization algorithm is proposed. In this algorithm, each node senses the density of its neighbor nodes, divides the anchor nodes into different areas according to the density and localization calculation is carried out using the anchors, which belong to the same area. According to the simulation results, in the networks which are not unified in density,the new algorithm can effectively reduce localization error of unknown nodes and increase localization precision.【总页数】4页(P131-134)【作者】马润泽;余志军;刘海涛【作者单位】中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海200050;无锡物联网产业研究院,江苏无锡214135;无锡物联网产业研究院,江苏无锡214135【正文语种】中文【中图分类】TP393【相关文献】1.一种用于无线传感器网络的基于距离的节点自定位算法 [J], 魏蔚;张天鹏;李冰2.无线传感器网络中锚节点无关定位算法研究 [J], 许秀兰;赵仕俊3.无线传感器网络中距离无关定位算法的研究 [J], 杜新恒;程良伦4.无线传感器网络中一种精细距离控制定位算法 [J], 张松涛;蒋洪波;唐振华;刘文予5.无线传感器网络距离无关定位算法研究 [J], 许秀兰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。