吉林大学学报(工学版) ›› 2022, Vol. 52 ›› Issue (12): 3015-3021.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20210552

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斯蒂芬森迭代改进DV-Hop的无线传感器节点定位

唐德红1(),王一多1,马新国2()   

  1. 1.湖北工业大学 工业设计学院,武汉 430068
    2.湖北工业大学 理学院,武汉 430068
  • 收稿日期:2021-06-21 出版日期:2022-12-01 发布日期:2022-12-08
  • 通讯作者: 马新国 E-mail:327040478@qq.com;maxg@hbut.edu.cn
  • 作者简介:唐德红(1968-),女,副教授,硕士. 研究方向:产品智能化设计. E-mail:327040478@qq.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金面上项目(51472081)

Sensor node localization mechanism based on improved DV⁃Hop algorithm

De-hong TANG1(), WANGYi-duo1,Xin-guo MA2()   

  1. 1.School of Industrial Design,Hubei University of Technology,Wuhan 430068,China
    2.School of Science,Hubei University of Technology,Wuhan 430068,China
  • Received:2021-06-21 Online:2022-12-01 Published:2022-12-08
  • Contact: Xin-guo MA E-mail:327040478@qq.com;maxg@hbut.edu.cn

摘要:

针对当前DV-Hop算法存在的传感器节点定位误差大、定位效率低、抗干扰能力差等问题,设计了一种基于改进DV-Hop算法的传感器节点定位方法。首先,采用DV-Hop算法对传感器节点的位置进行初步估计;然后,将DV-Hop算法的传感器节点定位结果作为斯蒂芬森迭代模型的初始值,通过斯蒂芬森不断迭代得到最优传感器节点位置;最后,与其他传感器节点定位算法进行了仿真对比测试。结果表明,本文方法传感器节点定位误差小,传感器节点定位的平均耗时明显缩短,定位效率得到了明显提升。

关键词: 传感器节点, 定位误差, DV-Hop算法, 节点定位效率

Abstract:

To overcome the shortcomings of current DV-Hop algorithm, such as low positioning accuracy, low positioning efficiency and poor anti-interference ability, a sensor node positioning mechanism based on improved DV-Hop algorithm was designed to achieve ideal positioning effect. Firstly, the factors of large sensor node location error in DV-Hop algorithm were analyzed, and corresponding improvements were made. Then, DV-Hop algorithm was used to estimate the location of sensor nodes preliminarily, and DV-Hop algorithm was used as the initial value of Steffensen iteration model. The optimal sensor node location was obtained through Steffensen iteration. Finally,the simulation results were compared with other sensor node localization algorithms. The results show that the positioning error of the proposed mechanism is small. The average time of sensor node positioning is significantly shortened, and the efficiency of sensor node positioning is significantly improved.

Key words: sensor node, positioning error, DV-Hop algorithm, node positioning efficiency

中图分类号: 

  • TP391

图1

DV-Hop算法的无线传感器网络节点定位流程"

表1

无线传感器网络参数"

编号参数取值及说明
1无线传感器网络大小/(m×m)200×200
2未知节点数/个100
3锚节点数/个25
4节点分布方式锚节点均匀分布,未知节点随机分布
5节点通信半径/m10~30

图2

三种方法的传感器节点定位误差对比"

图3

三种方法的传感器节点定位时间对比"

图4

锚节点数量与平均定位误差之间的关系"

图5

传感器节点通信半径与平均定位误差之间的关系"

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