Matlab无线传感器网络DV-Hop定位算法的设计与仿真(3)

菜单

近几年来，随着技术的发展，无线传感器网络也逐渐由理论研究转向了实际应用形成了专门的新兴学科。国际上比较有代表性和影响力的研发项目有：远程战场传感器系统础EMBASS(Remote Battlefield Sensor System，伦巴斯)、网络中心战及灵巧传感器网络、智能尘埃、行为习性监控项目等。尤其是近年美军“狼群”地面无线传感器网络试验的成功标志着电子战领域的最新突破。这些应用都给无线传感器网络的研究提出了新的挑战，不断的给研究人员提出新的要求。国内的一些科研单位和大学，如清华大学、中国科学院都已经逐步开展了传感器以及传感器网络的研究。2007年9月上海世博局与中科院嘉兴中心微系统所共建的“中国2010上海世博会信息化无线传感网应用联合实验室”在嘉兴科技城揭牌。

1.2 无线传感器网络的发展现状

1.3 章节安排

本文的安排为：

第一章：绪论，综述了无线传感网络的发展背景、意义以及当前科技界研究现状。

第二章：该章节为无线传感器网络技术中节点定位算法。介绍了节点定位的相关概念、算法性能指标、节点间的测距技术，最后介绍了算法的分类方法及主要的定位算法。

第三章：阐述了DV-Hop传统算法的定位原理及过程，并进行仿真实验验证其定位性能。

第四章：引用一个基于传统DV-Hop的算法，对其仿真。根据结果比较该算法与传统算法的性能。

2. 无线传感器网络定位算法

无线传感器网络是由部署在传感器监视区域内的大量传感器节点组成，这些无线传感器节点利用飞机以及人工的随机布置的方式，大量的部署在监测区域中，通过无线通信的方式形成网络系统。节点利用自身携带的传感器采集区域内的温度、湿度、压力等信息，通过路由方式把采集到的数据传送到管理者，在通过互联网和通信卫星实现目标区域的监控和管理。

2.1相关概念及性能指标文献综述

无线传感器网络节点定位的相关概念有[12]：

（1）信标节点：即锚节点，无线传感器网络中通过GPS等方式

坐标位置已知的节点。

（2）普通节点：即未知节点，其位置坐标未知，通过定位方法计算出坐标。

（3）连通度：节点周围相连的节点数目；

（4）跳数：任意两节点间跳段的总数之和。

（5）跳距：任意两节点间的每一跳距离的总和;

节点定位方法性能评价的主要标准有[13]：

（1）定位误差：最重要的定位性能评价指标是定位误差, 其又分为绝对误差和相对误差。绝对误差为计算出的坐标与真实坐标的差。相对误用绝对误差与节点的无线通信范围的比来表示。当然定位误差越小性能越好。

（2）信标节点密度：信标节点的密度为信标节点数目与节点数目的总和的比值。信标节点的位置坐标由人工或使用 GPS的方式实现。

（3）节点密度：节点的密度为目标区域内节点的多少，通常以网络的平均连通度来表示。在无线传感器网络中，节点密度度的增加意味着用于网络的费用增加, 也会导致通信方面带来的负担增加。

（4）容错性及适应性：通常，定位系统和算法都需要比较理想的工作环境和可靠的网络节点设备。但在实际应用中，会遇到许多问题，而且由于环境、能耗和其它原因，物理的维护或替换传感器节点是十分困难或不可行的。因此，定位系统和算法的软、硬件必须具有很强的容错性和自适应性，能够通过自动调整或重构纠正错误、适应环境、减少各种误差的影响，以提高定位精度。