提出了一种分析锚节点之间位置关系的方法,并提出了一种基于三角算法的定位方案。
二维平面上,目标节点的位置需要三个位置已知的锚点节点。个锚节点的选择非常重要:如果选定的锚节点不合理,则无法定位该节点的位置。此,在定位节点之前,根据提出的方案选择最优的锚节点组合,然后进行定位可以提高定位精度。角形定位算法为锚节点的选择提供了可靠的依据,具有提高精度和定位覆盖率的作用。验表明,该定位算法的精度比APS算法中的经典Dv-Hop定位算法更准确。无线传感器网络中,Dv-Hop是一种定位算法,不需要外部硬件即可测量锚节点和未知节点之间的实际距离,从而降低了成本和功耗。点能量。此,该算法是最有潜力的应用。是,Dv-Hop算法在选择锚节点的位置时不一定是最优的,这将阻止未知节点的定位。别是当未知节点接收到三个以上的锚节点时,如果三个锚节点对齐,则无法解析未知节点。
严重影响了网络的整体定位精度。考文献[1]分析了定位过程中的误差并提出了参考点优化选择定理,该定理表明在内部定位过程中选择了参考点以最大程度地减小定位误差。献[2]至[8]从不同角度提出了一系列非进化的定位方案。理论和技术应用上改进非遥测算法将是未来研究的主要课题。文研究锚节点之间的位置关系对定位精度的影响。平面几何中使用“三角形的两个边的和大于第三边的和,并且两个边之间的差小于第三边的和”的定理来确定锚点的位置。出了一种三角定位算法。方法可以有效解决锚节点分布不合理而无法定位未知节点的问题。文提出的三角形定位方法允许判断锚节点之间的位置关系,从而选择锚节点的最佳顺序,以便能够更准确地确定未知节点的位置。Dv-Hop根据节点之间的跳数计算距离,一旦未知节点获得三个或更多锚点距离,则可以使用三角剖分法或最小二乘法计算位置。知节点。是DV-Hop定位算法没有充分利用锚节点信息。
此,本文提出了一种基于该问题的几何定位算法。先,我们使用定理“三角形的两个边的总和大于第三边,并且两个边之间的差小于第三边”来确定锚点之间的分布关系,也就是说,如果锚点节点是共线的。次,当锚节点的数量大于或等于3时,提出了一种三角算法来求解未知节点的位置。义m个锚节点,每个节点都知道其位置。维空间坐标ak R2,k = 1.2 … m; n个盲节点,Xj R2,j = 1,2 … n;这些节点也称为未知节点。
二维空间中,要获得目标的位置,至少需要三点才能确定目标的位置。平面上,要确定一个点与其他两个点之间的位置关系,可以根据以下定理确定三个点是否共线:“三角形的任意两个边的总和大于第三面”并且两侧之间的差异小于“第三面”。图中,黑色节点代表锚节点,而空心节点代表未知节点。几何角度来看,图(a)的三个锚点不是共线的,但是可以很容易地获得它们。(b)的三个锚点是共线的。法解析未知节点。图(c)中,三个锚节点接近一条直线,这可能使得在发生错误时无法解析未知节点。此,本文提出了一种方法三角定位法,以选择锚节点的相对最优组合。文提出的三角定位算法的初始化阶段以及平均跳跃距离Ci的解析步骤与DV-Hop算法相同。有在选择锚节点的位置时,本文才会采用以下原则:“三角形的两侧之和大于第三侧,并且两侧之差小于第三侧”选择最佳的非共线锚节点组合以实现精确定位。骤1:初始化网络。用距离交换协议,通过节点之间的信息交换,网络中的所有传感器节点都可以获取跳数和锚节点与锚节点的位置,其中每个节点信息包括(Xi,Yi,Hi)。(Xi,Yi)对应于锚节点的位置坐标,而Hi对应于从锚节点进行的跳跃次数。有网络传感器节点记录每个锚节点的最小跳数,恒温阀芯忽略同一锚节点中的最大跳数,然后将Hi 1发送到相邻节点。方法允许网络上的所有传感器节点从每个锚点节点获取最小跳数,包括锚点节点与其他锚点节点之间的最小跳数。骤2:计算所有网络锚点和广播节点的每跳平均距离。旦每个锚点节点获得了该信息,便使用以下公式(1.1)计算每次跳跃的平均距离。中(Xi,Yi)和(Xj,Yj)分别是锚点i和j的坐标,hij是锚点i和j之间的最小跳数。算出的值作为跳跃距离校正值在网络上广播,并以受控方式在网络中传播,以使节点仅接收最近的锚点节点和节点之间的平均跳跃距离。输到相邻节点。策略可以确保大多数节点收到最近的锚点的每跳平均距离值。图(1-2)给出了一个简单的示例来计算每次跳跃的平均距离。
L1,L2和L3是锚节点,A是未知节点。L1和L2之间的距离为40米,跳跃之间的距离为2,L1和L3之间的距离为100米,跳跃之间的距离为6,L1每次跳跃之间的平均距离为C1。C2,C3。骤3:未知节点选择锚节点。节点数的判断:(1)锚节点数小于3时,无法进行最小二乘定位。(2)当锚点数为3时,确定三个点是否接近共线。体方法如下:首先计算两点之间的距离,并使用参数“三角形的两侧之和大于第三侧,且两侧之差小于第三侧”。定三个点是否接近共线的平面几何。于这三个锚节点,可以准确计算未知节点的位置坐标。
反,当不满足上述不等式时,使用这三个锚节点来计算未知节点的位置是不准确的,恒温阀芯并且必须同时选择锚节点。(3)当锚节点的数目大于3时,首先从首先接收到的锚节点中选择信息作为参考点,然后从节点中重复选择两个锚节点。了使用上述三角定位算法进行定位并执行几次计算,需要保留剩余的锚点。到未知节点的位置,然后平均结果位置。图(1-4)所示:在上图中,如果待定位节点U同时接收到锚节点L1,L2,L3,L4和L5发送的信息包,节点U将首先接收L1消息,并将L1用作参考节点:从其他锚点节点中选择两个锚点节点以形成三个锚点节点:返回(2)确定三个锚点节点是否对齐。

文介绍了三角形定位算法(1-5)的流程图。算法的初始化阶段和平均步距Ci的计算步骤与Dv-Hop算法相同。文采用的三角距离关系不允许选择锚节点的最佳位置,从而无法实现精确定位。文利用MATLAB仿真了定位算法和Dv-Hop算法。Matlab7.1上完成了仿真实验。100个传感器节点随机散布到100 * 100的区域中以形成传感器阵列。1至7(a),(b)和(c)反映了当通信半径R = 10、20和30时Triangle-Location算法的节点误差的变化。1-8显示了锚节点的数量,纵坐标表示定位精度,即平均定位误差与通讯半径的百分比。

果表明,本文算法(Triangle-Location)的定位误差在不同的通信半径下会发生变化,这表明当锚节点大于25时,该误差会明显减小。锚点小于30时,定位精度小于25%,这表明本文描述的算法在某些环境中更好。算法的定位误差并不总是呈下降趋势,因为每个点的定位误差表示当锚节点发生变化时,所有节点的平均误差与通信半径的比值。络中的所有节点都是随机分布的,并且锚节点的数量也会发生变化。络的结构会随时间变化,这会影响定位精度。是,与DV-Hop算法相比,总体趋势随着锚节点数量的增加而降低。验表明,本文提出的三角形定位算法可以在定位之前评估锚节点的位置关系,从而可以选择锚节点的最佳组合,并在算法中提出。文提高了节点的定位速度。无线传感器网络中,节点定位的问题非常重要。过广泛的研究,本文得出的结论是,锚节点的位置关系对网络的定位精度有重要影响。Dv-Hop定位算法中,当随机生成节点时,网络中锚点的位置分布可能趋于平直,因此节点选择的锚点组合当定位受几何位置限制并且该序列实际上可实现时,未知。有限的。选定的锚点节点共线或趋于共线时,分布的锚点节点将极大地影响无线传感器阵列的位置。文提出了一种基于几何的DV-Hop定位算法。
“三角形的两边之和大于第三边,且两边之间的差小于第三边”用于选择非共线锚点节点的三种组合。果表明,该定位算法的精度比APS算法中的经典Dv-Hop定位算法更准确。
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