移动锚节点

摘要： 确定节点的位置是无线传感器网络对监测区域相关信息进行感知、采集和处理所面临的首要问题,直接影响它在实际中的应用.文中介绍了无线传感器网络的基本概念、节点位置的计算方法以及典型的移动锚节点路径规划,提出一种基于三边测量法的移动锚节点定位方案.在保证遍历所有未知节点的前提下,该方案的路径规划较为简单,定位精度较高.

摘要： 无线传感器网络获取消息节点的位置需进行实时定位,但由于传感器节点存在能量有限、可靠性差等不足,考虑到能耗和硬件的限制,提出一种基于接收信号强度指示(RSSI)的定位算法.利用未知节点从锚节点处接收到的RSSI值序列估计未知节点的位置,锚节点在监测区域中按照特定的轨迹运动,以覆盖区域内所有的点.仿真结果表明,该算法是可行的,且具有较高的定位精度.

摘要： 在无线传感网络定位算法中,锚节点位置决定了节点定位精度.为此,提出基于高斯-Markov模型的移动锚节点的节点定位(GM-MAL)算法.GM-MAL算法基于高斯-Markov移动模型,提出自适应锚节点的移动路径规划,通过速度调整策略、垂直平分线策略、虚斥力策略以及虚引力策略规划路径.在定位阶段,将非凸优化问题转化为双凸形式,再利用交替最小算法(AMA)求解,进而获取更短的锚节点移动路径.实验数据表明,引入虚引力策略提高了路径规划精度,覆盖了更多的监测区域.此外,相比于线性算法,GM-MAL的定位精度得到提高.

摘要： In order to improve the localization accuracy of wireless sensor networks,the node localization algorithm based on Steffensen iteration and fuzzy information is proposed.This paper introduced Steffensen iterative refinement to improve the positioning accuracy.Anchor nodes are divided into static anchor nodes and mobile anchor nodes,the algorithm uses the motion of the moving anchor node to assist the static anchor node to locate. Firstly,the location of unknown nodes is roughly located by using the fuzzy information between nodes,and then the node positions are it-eratively refined by Steffensen iteration to realize the precise localization of unknown nodes.The simulation experi-ment proves that the algorithm in this paper not only reduces the location error rate,diminishes the communication overhead,but also improves the node location efficiency compared with the 3D-ADAL algorithm and the improved TOF algorithm.%为了提高无线传感器网络节点定位精度,提出了一种基于Steffensen迭代和模糊信息的节点定位算法.算法在模糊信息定位方法的基础上,通过引入Steffensen迭代求精提高节点定位精度.算法将锚节点分为静态锚节点和移动锚节点,利用移动锚节点不断的运动来辅助静态锚节点进行定位.首先利用节点间的模糊信息实现未知节点位置的粗略定位,然后利用Steffensen迭代对节点位置进行不断迭代求精,以实现未知节点的精确定位.通过仿真实验证明,相比3D-ADAL算法和改进的TOF测距算法,本文算法不仅降低了定位误差率,减小了网络的通信开销,还提高了节点定位效率.

摘要： 在基于移动锚节点的无线传感器网络定位过程中,移动锚节点的路径规划问题对定位性能有着重要的影响,但现有的路径规划方法没有充分考虑到网络内未知节点的密度以及分布情况,定位效率低且成本大,因此提出了一种基于方向决策的移动锚节点动态路径规划方法CWDP(Dynamic Path Planning Based on Orientation Decision-Classed Weighted).首先网络内的未知节点根据连通度阈值对自身进行分级处理,当移动锚节点进入网络区域后,根据通信范围内未知节点的反馈信息,再利用分级权重系数实时决策下一目标的移动方向.仿真结果表明,该方法有效地提高了网络内未知节点的定位覆盖率和降低了定位误差,并节约了定位成本.%In the process of wireless sensor network location based on mobile anchor nodes,the path planning prob-lem of mobile anchor nodes has important influence on the positioning performance. However,the existing path plan-ning method does not take full account of the density and distribution of unknown nodes in the networks,the positio-ning efficiency is low and the cost is large. Therefore,a dynamic path planning method of mobile anchor node based on direction decision is proposed ( Dynamic Path Planning Based on Orientation Decision-Classed Weighted, CWDP). Firstly,the unknown nodes in the network are graded according to the connectivity threshold. When the mobile anchor nodes enters the network area,according to the feedback information of the unknown nodes located in the communication range,the mobile anchor next moving direction is determined by using the hierarchical weight coefficient in real time. The simulation results show that the proposed method can effectively improve the localization coverage,reduce the localization error of the unknown nodes in the network and save the localization cost.

摘要： In view of the problems of many anchor nodes are needed,low positioning precision and high positioning cost of the weighted centroid localization(WSL)algorithm,a WCL algorithm needs more anchor nodes. An improved WCL algorithm,WCL triangle received signal strength indication (RSSI)hop (WCL-TRH)based on single mobile anchor node aided is proposed. A mobile anchor node moves along the fixed route in monitor area, and broadcasts data packet in specified position;according RSSI ratios received by unknown node and minimum hops,weights are determined,the coordinate position of an unknown node is estimated. The simulation results show that the improved algorithm effectively improves the precision of positioning and stability,at the same time,reduce the costs of positioning.%针对加权质心定位(WSL)算法所需锚节点数目较多,定位精度低,定位成本高等问题,采用单个移动锚节点沿着既定的轨迹在监测区域移动,并在规定位置广播数据包;未知节点根据接收的信号强度(RSSI)比值以及邻居节点间的最小跳数确定权值,进而估算未知节点自身的坐标位置.仿真结果表明:算法有效地提高了定位精度和稳定性,降低了定位成本.

摘要： 针对射频识别在大规模仓储定位环境下节点数量要求过高、有效覆盖面积较小问题,提出一种基于移动锚节点的二次定位方法.传统质心算法必须在节点的3度覆盖下才能有效定位,造成节点浪费.综合射频识别和无线传感网融合技术,构造一种新的锚节点,将传统定位过程中的节点划分为固定锚和移动锚,首先利用固定锚进行初步定位获得未知标签位置范围;然后利用定位向量判定移动锚的停止位置;最后,采用基于信号强度的加权质心定位算法进行二次精确定位.仿真结果表明,该方法能有效地减少锚节点数量,弥补射频信号覆盖不完全区域的定位,提高定位精度和覆盖范围,具有一定的实际应用价值.%For the large number of nodes and the small effective coverage area in radio frequency identification(RFID) localization in large scale storage location environment,this paper proposed a twice localization algorithm based on the mobile anchor node.Traditional centroid algorithm can only effectively locate the nodes with 3-degree coverage,resulting in the waste of nodes.Integrated a fusion of RFID and wireless sensor network(WSN) technology,this paper constructed a new anchor node.It divided the anchor node in the traditional positioning process into fixed ones and mobile ones.It used the fixed anchor node to locate an initial position,and used the localization vector to determine the stop position of the mobile anchor node.Finally,it used a weighted centroid localization algorithm based on signal strength for the secondary accurate localization.Simulation experiments show that the proposed method can effectively reduce the number of anchor nodes,and make up the localization effect of the incomplete area of the RF signal coverage,and improve the localization accuracy and coverage.This method has certain actual application value.

摘要： 针对无线传感器网络中使用移动锚节点辅助未知节点定位问题,提出了一种动态路径规划算法.该算法首先引用相关图论知识,把无线传感器网络看成一个连通的无向图,将传感器节点转化为图的顶点选取虚拟信标节点,通过蚁群算法遍历所选取的节点获得移动路径.并对传统宽度优先搜索算法中节点选取冗余和经典蚁群算法中存在的收敛速度慢等问题提出改进.仿真实验结果表明,改进算法能在保证一定通信覆盖率的情况下减少节点重复遍历以及锚节点的移动距离.

摘要： The existing mobility strategy of the anchor node in wireless sensor network (WSN) has the shortcomings of too long moving path and low positioning accuracy when the anchor node traverses the network voids area. A new mobility strategy of WSN anchor node was proposed based on an improved virtual forces model. The number of neighbor nodes and the distance between the neighbor nodes to the anchor nodes were introduced as their own dense weight attributes. The unknown nodes in-tensity was used as weights to improve the traditional virtual force model. Meantime the distance-measuring errorε was taken into account. The optimal distribution, direction selection, shift step length and fallback strategy of anchor node could be ana-lyzed by the trilateration. Using the number of virtual beacon received by the unknown node and the distance between the un-known node to the anchor node calculate the virtual force. Then according to the virtual force, the direction was chosen and the anchor nodes were moved. Simulation experiments show that the strategy can make the anchor nodes move according to the specific circumstances of unknown node distribution. It has a high positioning accuracy and strong adaptability. It can success-fully shorten the path of the anchor node movement and reduce the number of virtual beacon. Moreover it can effectively avoid the anchor node to enter the network voids area and reduce the number of collinear virtual anchor nodes.%针对现有无线传感器网络(WSN)锚节点移动策略不能有效避免遍历网络空洞区域时引起的移动路径过长、定位精度低等缺点,提出一种基于改进虚拟力模型的无线传感器网络锚节点移动策略.将未知节点的邻居节点数量及其到邻居节点的距离作为自身的密集权重属性,利用未知节点的密集度作为权值来改进传统的虚拟力模型.同时考虑测距误差ε的大小,利用三边测量法分析锚节点的最优分布情况、方向选择、移动步长、回退策略.使用未知节点收到的虚拟信标数量与其到锚节点的距离计算未知节点到锚节点的虚拟力,根据所受虚拟力的大小进行方向选择并进行移动.仿真实验表明,该策略可使锚节点根据未知节点分布的具体情况进行移动,有较高的定位精度,适应性强,成功缩短了锚节点的移动路径,降低了虚拟信标的数量,同时还能够有效避免锚节点进入网络空洞区域,减少了共线虚拟信标节点的数量.

摘要： 为了更好地解决无线传感器网络节点定位精度和锚节点数量之间的矛盾,本文提出一种基于移动锚节点的非测距定位技术.待定位节点利用4个装有GPS的可移动锚节点和几何约束条件,比较接收到的锚节点的信号强度确定所处区域,从而实现定位.仿真结果表明,与利用9个移动锚节点(NAL)和5个移动锚节点(FAL)的定位算法相比,能够明显提高节点定位精度.

摘要： 本发明公开了一种二维空间中基于目标节点移动性的单锚节点定位方法，包括以下步骤：锚节点执行测距过程，获得其到目标节点初始位置的距离；目标节点以初始位置为原点，建立虚拟坐标系，沿所选方向直线前进；目标节点停止移动,测得移动距离；锚节点执行测距过程，获得其到目标节点当前位置的距离；目标节点选择一个新方向，沿新方向直线前进目标节点停止移动，测得移动距离；锚节点执行测距过程，获得其到目标节点当前位置的距离；根进行目标节点初始位置计算。本发明的单锚节点定位方法，在不增加锚节点硬件复杂度的情况下，能够在只有一个锚节点的场景中测得目标节点位置，因而具有较强的环境适应性和较低的系统实现代价。

摘要： 本发明涉及基于隐形锚节点的移动节点定位方法和装置，该方法包括：根据锚节点信息构建采样箱，检测与所述锚节点对应的在所述采样箱内的边缘弧；离散所述边缘弧，生成样本集合；根据所述样本集合中的样本计算所述移动节点在定位时刻的位置。本发明实施例利用边缘弧生成样本集合，根据样本集合对移动节点进行定位，在锚节点部署稀疏和障碍物较多的场景能够获得较好的定位精度，提高定位系统的定位效率。

摘要： 本发明请求保护一种基于协作锚节点自适应移动的未知节点定位方法。所述方法包括：在感知区域内以锚节点对的形式随机部署锚节点对；锚节点之间相互协作，自适应确定移动路线使得其在各时刻移动的位置对未知节点定位贡献最大；未知节点通过锚节点位置信息利用非测距方法计算自身坐标。该方法应用于移动传感器网络，利用锚节点之间的相互协作使得锚节点以锚节点对的形式移动保证了未知节点附近至少有2个锚节点，提高了定位精度并且有效地减少了锚节点使用数量，提高了锚节点的利用率。

摘要： 本发明公开了一种二维空间中基于目标节点移动性的单锚节点定位方法，包括以下步骤：锚节点执行测距过程，获得其到目标节点初始位置的距离；目标节点以初始位置为原点，建立虚拟坐标系，沿所选方向直线前进；目标节点停止移动,测得移动距离；锚节点执行测距过程，获得其到目标节点当前位置的距离；目标节点选择一个新方向，沿新方向直线前进目标节点停止移动，测得移动距离；锚节点执行测距过程，获得其到目标节点当前位置的距离；根进行目标节点初始位置计算。本发明的单锚节点定位方法，在不增加锚节点硬件复杂度的情况下，能够在只有一个锚节点的场景中测得目标节点位置，因而具有较强的环境适应性和较低的系统实现代价。

摘要： 本发明公开了一种基于双移动锚节点的无线传感器网络节点定位方法，该方法包含两种双移动锚节点的静态路径规划和在此基础上对待定位节点初步定位进行加权融合，进一步提高定位精度。对比单个锚节点，双移动锚节点路径规划比单锚节点遍历无线传感器网络移动距离减少至少一半。此外，解决单移动锚节点在直线运动时待定位节点不容易找到非共线虚拟锚节点的问题。采用路径规划方法1，虚拟锚节点都能构成等腰直角三角形。采用路径规划方法2，虚拟锚节点都能构成等腰等边三角形。最后将定位结果通过数据加权融合进行优化，定位精度得到进一步优化，仿真结果表明本方法的有效性和优越性。

摘要： 本发明的利用多移动锚节点对无线传感器网络节点定位的方法，包括：a).布设3个可确定位置坐标的锚节点；b).锚节点沿扫描路径移动，实现对网络中所有节点的遍历；c).时钟同步，使3个移动锚节点具有相同的时钟信号；d).3个锚节点处于成正三角形时广播定位用的信标信息；e).根据广播信息的时刻筛选信标信息；f).根据信号强度的大小，将节点位置缩小至特定三角形内，三角形的质心即为节点的估算位置。本发明的定位方法，通过3个移动锚节点可实现对所有传感器节点的定位，由于采用多个移动锚节点，免了使用单个移动锚节点所产生的共线问题，实现了定位成本与精度之间的均衡，可实现对传感器节点较为准确的定位。

摘要： 本发明涉及一种基于移动锚节点的无线传感器网络节点定位方法，包括：建立移动锚节点的静态移动轨迹模型；移动锚节点对其通信范围内建立连接的未知节点进行定位；移动锚节点根据接收到的通信范围的全部未知节点位置信息，绘制区域内无线传感器节点的位置分布图；建立动态移动轨迹模型。实施上述方法的装置包括用于建立静态移动轨迹模型的静态移动轨迹模型建立模块；用于获取未知节点位置信息的未知节点位置信息获取模块；用于绘制区域内节点位置分布图的节点位置分布图绘制模块；用于建立动态移动轨迹模型的动态移动轨迹模型建立模块。本发明通过给出的移动锚节点移动过程中需要经过的位置坐标，有效提高定位精度，降低节点能量损耗。

摘要： 本发明公开了一种基于双移动锚节点的无线传感器网络节点定位方法，该方法包含两种双移动锚节点的静态路径规划和在此基础上对待定位节点初步定位进行加权融合，进一步提高定位精度。对比单个锚节点，双移动锚节点路径规划比单锚节点遍历无线传感器网络移动距离减少至少一半。此外，解决单移动锚节点在直线运动时待定位节点不容易找到非共线虚拟锚节点的问题。采用路径规划方法1，虚拟锚节点都能构成等腰直角三角形。采用路径规划方法2，虚拟锚节点都能构成等腰等边三角形。最后将定位结果通过数据加权融合进行优化，定位精度得到进一步优化，仿真结果表明本方法的有效性和优越性。

摘要： 本发明涉及一种基于移动锚节点RSSI的传感节点定位方法，包括以下步骤：S1，对无线网络进行初始化配置；S2，各锚节点在同一平面内以各自设定轨迹做直线运动，并周期性广播自己的位置信息，同时未知节点收集各锚节点的信息；S3，对于每个锚节点，根据未知节点接收到的呈先增加后减小趋势的RSSI值序列，计算未知节点在该锚节点轨迹上的垂点坐标；S4，根据未知节点在至少2个锚节点轨迹上的垂点坐标及对应的锚节点轨迹，利用几何关系得到未知节点的坐标。与现有技术相比，本发明使用的锚节点个数远小于目前其它方法中使用的锚节点个数，降低了硬件成本，且定位精度高，尤其适合开阔的室外环境。

摘要： 本发明提供了一种基于移动锚节点实现无线传感器网络节点定位及时钟同步的方法。所述移动锚节点按照事先规划的路径进行周期性的移动，移动一周完成对整个无线传感器网络区域的三次全覆盖；当移动锚节点移动至预定的定位采集和时钟同步点时，面向一跳通信范围内的普通节点广播移动锚节点的自身位置信息与时钟同步信息，从而实现对普通节点的定位与时钟同步。本发明无需设置太多具有定位和参考时钟功能的锚节点，使普通节点不需要作为二次锚节点而承担向周边节点广播定位信息与时钟同步信息的职责，有利于整体上降低无线传感器网路的能耗和通信量。