發(fā)布時間：2018-02-22 10:13

  本文關(guān)鍵詞： 無線傳感網(wǎng) 傳感節(jié)點 位置 路徑規(guī)劃　出處：《工程科學(xué)與技術(shù)》2017年02期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：為快速實現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)所有傳感節(jié)點的定位,利用輔助定位信標(biāo)節(jié)點的移動,提出無線傳感網(wǎng)中輔助定位信標(biāo)節(jié)點的移動路徑規(guī)劃算法(MPPA)。在MPPA算法中,考慮由多個六邊形網(wǎng)格組成的監(jiān)控區(qū)域,分析sink節(jié)點的移動特點,考慮其移動路徑中停留位置只是六邊形網(wǎng)格的頂點和中心,不在同一位置停留,相鄰3個停留位置不共線以及每一個網(wǎng)格至少被3個以上不同停留位置覆蓋等約束條件,提出信標(biāo)節(jié)點的移動路徑約束和傳感節(jié)點定位約束,并建立其移動路徑規(guī)劃模型。根據(jù)鄰居停留位置的信息素濃度決定下一個停留位置,根據(jù)螞蟻選擇的路徑釋放和揮發(fā)信息素。經(jīng)過蟻群算法的多次迭代,可獲知能覆蓋所有網(wǎng)格的信標(biāo)節(jié)點最優(yōu)移動路徑。信標(biāo)節(jié)點沿著該路徑移動時,傳感節(jié)點可獲知信標(biāo)節(jié)點的不同位置信息,收集通信時的RSSI值,采用Kalman濾波算法降低通信噪聲,采用最大似然估計算法計算自身位置坐標(biāo)。仿真結(jié)果表明:MPPA算法可根據(jù)網(wǎng)格中心和頂點的位置,收斂于移動距離最短且能實現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域任何位置上傳感節(jié)點定位的最優(yōu)移動路徑。MPPA算法降低了信標(biāo)節(jié)點的移動路徑長度和停留位置個數(shù),降低了網(wǎng)絡(luò)啟動后所有傳感節(jié)點獲知自身位置所需要的時間,并將傳感節(jié)點平均定位誤差保持在較低的水平。在一定的條件下,MPPA算法比SCAN、DOUBLE_SCAN、HILBERT、CIRCLES和ZSCAN算法更優(yōu)。
[Abstract]:In order to realize the localization of all sensor nodes in the monitoring area quickly, a mobile path planning algorithm for the auxiliary location beacon nodes in wireless sensor networks is proposed by using the auxiliary location beacon node movement. In the MPPA algorithm, Considering the monitoring area composed of several hexagonal meshes and analyzing the moving characteristics of sink nodes, considering that the moving path is only the vertex and center of the hexagonal grid, and not staying in the same position, The moving path constraints of beacon nodes and sensor node location constraints are proposed for each grid which is not collinear and each grid is covered by at least three different residence positions. Based on the pheromone concentration of neighbor's residence position, the next location is determined, and the release and volatilization pheromone are obtained according to the path chosen by ant. After several iterations of ant colony algorithm, the model of moving path planning is established. When the beacon node moves along the path, the sensor node can get the different location information of the beacon node, collect the RSSI value of the beacon node, and adopt the Kalman filter algorithm to reduce the communication noise. The maximum likelihood estimation algorithm is used to calculate the coordinates of its own position. The simulation results show that the proportion MPPA algorithm can be based on the location of the center and vertex of the grid. The optimal mobile path. MPPA algorithm, which converges to the shortest moving distance and can realize the location of sensor nodes in any position in the monitoring area, reduces the length of moving path and the number of residence positions of beacon nodes. It reduces the time required for all sensor nodes to know their position after the network is started and keeps the average positioning error of sensor nodes at a lower level. Under certain conditions the MPPA algorithm is better than the SCAN-DOUBLEE algorithm and the ZSCAN algorithm is better than the SCAN-DOUBLEE algorithm.
【作者單位】： 浙江樹人大學(xué)信息科技學(xué)院;常州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(61501403) 浙江省自然科學(xué)基金資助項目(LY15F030004) 浙江省公益性技術(shù)應(yīng)用研究計劃項目資助(2016C33038)
【分類號】：TP212.9;TN929.5

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本文編號：1524159