基于凸壳网络划分的wsn节点定位算法研究论文论文.docVIP

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘要 无线传感器网络由大量成本低廉的，具有计算能力、感知能力、无线通讯能力 的传感器节点组成，是集无线通信、数据采集和信息处理功能于一体的新兴的分布 式自组织数据采集网络，在军事和民用领域中都有着广泛的应用前景。节点所采集 到的数据必须结合它们的被测量位置才有意义，因此节点定位就成为了无线传感器 网络的关键技术之一，也被越来越多的人所关注和研究。 本论文介绍了无线传感器网络体系结构及其特点，无线传感器网络节点定位相 关的基本概念、术语，以及节点定位技术的基本原理和方法。并给出无线传感器网 络节点定位算法的分类和性能总结，阐述了对现有的定位算法进行的一些研究，提 出对现有的一种基于锚的非测距经典定位方法DV-Hop算法进行改进。通过对DV-Hop 算法的分析，得到其存在的一些问题：定位精度较差，并且还有累计误差；对于网 络拓扑不规则的网络适应性较差。对此本文提出一种改进的算法IDV-Hop算法，通过 利于基于凸壳的方法将非规则网络划分为几个近似规则的区域，在各个区域内对未 知节点进行位置估计。在不增加网络流通量的前提下，且算法复杂度在可接受的范 围内，克服了DV-Hop算法在非规则网络中定位的不足。对IDV-Hop算法与DV-Hop算 法进行了仿真试验，仿真结果表明本文提出的IDV-Hop算法提高了定位精度和算法对 非规则网络拓扑结构的适应性。 关键字：无线传感器网络，非测距节点定位，IDV-Hop 算法 I 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 ABSTRACT  Wireless Sensor Networks(WSN), which is a novel network technique,  is  composed of a large amount of low-cost sensor nodes which have the ability of computing, perception, and wireless communication. WSN is widely used in both military and civil fields． Data nodes received is meaningless except for knowing the positions of them, so that node localization becomes one of the key technologies in WSN and be gradually paid high attention to. In this thesis, we introduce the structure and features of Wireless Sensor Network, basic conception, terms, principle and methods of localization technology. We discuss the several kinds of existed positioning algorithms and compare their performance. Through research of existed positioning algorithms, we know there are some disadvantages of them, and focus on the improvement of a typical range-free self-positioning algorithm, DV-Hop algorithm. Through the analysis of DV-Hop algorithm, there are some problems: the average error is large, and in irregular network topology, positioning accuracy declines rapidly. So we propose improvement DV-Hop(IDV-Hop) algorithm. We make beacon nodes divide the network into several approximate regular domains through algorithms based on convex hull. So that unknown nodes can choose suitable beacon nodes to estimate their positions in ev