无线传感器网络DV-Hop定位算法的研究和改进

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无线传感器网络(WSN)在各领域都有着广泛的应用,是现代社会不可或缺的一员。对于WSN来说,定位技术是构建网络的起点,因此它也成为了众多学者的研究热点。本文的主要工作是对DV-Hop算法进行分析改进,具体的工作如下:1.研究了WSN的架构、特点和关键技术,并对定位技术重点研究,包括两类典型定位算法和三种节点估算方法等。详细研究了DV-Hop算法原理,对算法误差进行了分析,并通过仿真来总结算法缺陷的影响。2.针对跳数设置过于粗略和估计距离偏离真实值的问题,本文提出了基于加权和RSSI修正的DV-Hop算法。首先通过多通信半径方法,将固定通信半径均匀细化为五层次,使粗略跳数更接近实际值;接着根据锚节点和未知节点间的跳数,对平均跳距进行加权处理;最后依照RSSI测距模型,定义平均跳距误差,二次修正估计距离。经仿真验证,算法定位优化效果明显。3.针对DV-Hop算法在估算坐标时产生奇异矩阵而无法定位的问题,本文采用灰狼智能优化算法代替最小二乘法,将节点矩阵运算问题转化为最优化问题。由于标准灰狼算法有着“早熟现象”的缺点,并且无交流、记忆能力,经常会陷入局部最优陷阱。因此,本文提出了基于改进灰狼算法的DV-Hop算法,主要有四处改进,包括种群初始化方法、收敛因子、位置更新过程、适应度函数。经仿真验证,改进算法对迭代次数和种群数量的要求降低,提高了灰狼算法的搜索能力和收敛速度,进一步降低了定位误差。
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