传感器网络基于移动信标改进的DV-Hop定位算法.docVIP

传感器网络基于移动信标改进的DV-Hop定位算法 谢晓松，程良伦 （ 广东工业大学 自动化学院，广州 510006 ） 摘要：无线传感器网络节点定位算法的精度多依赖于信标节点的密度，但信标节点成本高，约为普通节点的100倍以上，为了降低定位的成本，提出了一种基于移动信标和DV-Hop的无线传感器网络节点定位算法(MBWDV-Hop)。该算法在DV-Hop定位算法的基础上，利用一个移动的信标节点在网络中按预定的路径移动并不断的广播自己的位置信息，形成多个虚拟信标，未知节点记录到每个虚拟信标的跳数，并采用加权处理的方法计算平均跳距及其与各虚拟信标的距离，最后利用三边测量法计算未知节点的位置信息，实现节点精确定位。由于只采用一个移动信标，降低了定位的成本和布网的复杂度。最后通过仿真证明此算法可以提高定位精度，降低定位成本，提高了定位的效率。 关键词：无线传感器网络；移动信标节点；DV-Hop；虚拟信标；加权处理 中图法分类号: TP393.04 文献标识码: A Improving DV-Hop Localization algorithm Based on Mobile beacon for WSNs XIE Xiao-song, CHENG Liang-lun ( Faculty of Automation, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China ) Abstract: Most localization algorithm for wireless sensor network relies on density of beacon node which is very expensive. So we propose a kind of localization algorithm base on mobile beacon and DV-Hop. This algorithm use a mobile beacon to move around the network according to predestinate path and broadcast messages with its localization which will form a lot of virtual beacon in the network. The unknown node record how much hops it is from every virtual beacon and use the weighing method to calculate the average of one-hop distance and the distances between itself and virtual beacon. And then, it uses trilateration method to calculate its position. We use only one mobile beacon in this algorithm which can reduce the cost of localization and complexity of network deployment. Simulation result demonstrates that the proposed algorithm can reduce the localization error and cost and improve the efficiency of localization. Keywords: Wireless sensor networks; Mobile beacon node; DV-Hop; virtual beacon0 引 言 无线传感器网络由大量部署在监控区域内的传感器节点组成，各节点通过无线通信的方式形成一个多跳自组织网络，协作感知、采集和处理自然界的各种相关的监控信息[1]。在许多情况下，无线传感器网络中的节点需要知道自身的物理位置。比如，在跟踪目标和检测突发事件中。通常无线传感器节点都被随机地布置在不同的区域中，由于传感器节点受成本，能量和体积的限制，随机布放的节点无法预先知道自身的位置，他们只能根据其它已知位置的节点，按照某种定位的机制来确定自身的位置。 针对无线传感器网络节点的定位，很多学者作了深入的研究。提出了许多的定位机制和算法。根据是否需要测距，定位算法可以分为基于测距的和无需测距的[2]， 基于测距的定位算法依赖于硬件条件，在自然环境中，还会受到各种不确定因素的干扰。无需测距的定位算法主要