无线传感器网络距离约束定位算法

张松涛 田钧 宋树祥

摘 要： 为克服稀疏信标结点和测距误差问题，提出了一个距离约束定位算法。该算法先借助多跳以外的信标结点进行传感器结点初始位置估算；然后利用直接邻居信息进行结点位置迭代更新。为了提高定位准确性，新算法引入了一些改进措施。在初始位置估算阶段，引入合理的可信度权值因素。在结点位置迭代更新阶段，只选择部分可靠邻居结点用于邻居结点距离检测，并有选择性地用上次迭代结果作为最新定位结果。仿真结果表明，与以前算法相比，新算法能降低定位误差。

关键词： 无线传感器网络； 定位； 距离约束； 迭代

中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2015）09-08-04

Distance constraint localization algorithm in wireless sensor network

Zhang Songtao1， Tian Jun1， Song Shuxiang2

（1. Dept. of Electronic and Information Engineering， Foshan Polytechnic， Foshan， Guangdong 528137， China；

2. College of Electronic Engineering， Guangxi Normal University）

Abstract： In order to overcome the problem of sparse anchors and ranging error， a distance constrained localization algorithm is proposed. In this algorithm， the initial position of sensor nodes is estimated by using the anchors beyond the multi-hop， then the position of sensor nodes is updated by using the direct neighbor information. In order to improve the accuracy of localization， the new algorithm introduces some improvement measures. In the initial position estimation stage， the reasonable reliability weighting factor is introduced. In the node position iteration， only some selected reliable neighbor nodes are used to detect the distance to neighbor nodes， and the results of the last iteration are selectively used as the most recent results. Simulation results show that the new algorithm can reduce the localization error compared with the previous algorithms.

Key words： wireless sensor network； localization； distance constraint； iteration

0 引言

由大量传感器结点协同合作构成的无线传感器网络，在工农业控制、军事国防、生物医疗、环境监测、抢险救灾等诸多领域有着广泛的应用前景[1-2]。各结点感知数据、传回数据，并在中心结点进行分析处理，成为各种应用的一种基本途径。所以，没有位置信息的测量数据会造成中心结点或中央处理器不知道测量数据发生的精确地点或大致范围，使测量数据失去意义。而且，各结点的位置信息有助于网络数据融合[3]、路由[4]、覆盖[5]等算法的改善。

在一个传感器网络中，通常只有一小部分结点采用全球定位系统GPS技术或其他方式获得结点自身位置信息（这部分结点我们称为信标结点），其他绝大多数普通结点没有自己的位置信息。估算普通结点的位置正是传感器网络定位技术要解决的问题。……