改进的无线传感器网络DV—Hop定位算法的研究

改进的无线传感器网络DV—Hop定位算法的研究
摘要DV-Hop算法是无线传感器网络常用的定位算法，本文在现有DV-Hop 算法及其改进思路的基础上，结合无线传感器网络低能耗的要求，提出一种节能的高精度的DV-Hop定位方法。

关键词无线传感器网络；DV-Hop定位算法；节能；改进
前言
无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是指在某个区域分布的传感器，通过无线的方式，把这些传感器收集的信息汇集起来，以实现对该区域内特定状态进行监测和控制。

无线传感器网络广泛应用于军事国防、目标追踪、环境感知和健康監测、智能交通等领域。

而在这些领域的大部分应用里，用户所需的数据中，80%需要与位置相关，这就要求无线传感器网络必须具备可靠的定位技术。

无线传感器网络的定位算法主要分为：基于测距和非测距的算法[1]。

DV-Hop 算法属于非测距的定位算法，通过网络连通性和节点之间互相发送信息的方式来计算未知节点的位置[2]，功耗小，但定位精度较低[3]。

为此，许多学者提出了许多改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法，有效提高了定位的精度，但仍与实际需求有一定的差距[4]。

为提高无线传感器网络节点定位的精度，提出了一种节能的高精度的DV-Hop定位算法。

1 一种节能的高精度的DV-Hop定位方法
目前的研究针对DV-Hop算法的各种缺陷，提出了各种不同的改进方法，取得了一定的成果。

但还是还存在着以下一些问题：改进后的算法定位精度提高得不是很明显、增加了节点的能量消耗、算法对网络连通度依赖仍然过高等。

针对上述问题，本文通过研究DV-Hop算法及其改进算法的思路，综合利用各自的优势，讨论如何提高算法的定位精度，该改进算法拟解决下述4个问题：
（1）寻找一种新的可控泛洪协议，既不降低泛洪广播方式的可靠性，还能减少信息内爆、重叠等现象，达到降低发送数据包的数量的目的。

在满足定位精度和定位覆盖率的基础上最大限度地降低节点的通信开销。

（2）在分组广播降低的通信量和定位覆盖率之间寻找平衡点。

更确切地说是在限制最小跳数的数值和未知节点监听到信标节点个数上提出一个公式来寻求平衡点。

（3）寻找一些新的方法修正节点的跳段距离误差，代替现有的以循环求精的方式降低测量误差对定位结果的影响。

（4）改进升级信标节点的模式，使得不良节点能够自我定位的同时减少节点的通信量。

2 改进的节能高精度的DV-Hop算法流程
改进的DV-Hop算法分为四个阶段：信息广播阶段、距离计算阶段、定位计算阶段和不良节点定位阶段。

改进算法的流程图如图1所示：
3 结束语
通过研究DV-Hop算法及其改进思路，结合各种思路的优势，本文提出了一种节能的高精度DV-Hop定位方法。

但是，无线传感器网络在节能、定位精度方面仍有较大的发展空间，今后的工作可从此方向入手，进一步提高算法的节能性和定位精度。

参考文献
[1] 罗娟.无线传感器网络原理与OMNeT++实现[M].长沙：湖南大学出版社，2011：7.
[2] 任立彬.无线传感网络节点定位算法的设计与实现[D].河北：燕山大学.2015.
[3] 崔逊学，刘建军，樊秀梅.传感器网络中一种分布式无锚节点定位算法[J].计算机研究与发展，2009，46（3）：425-433.
[4] 叶小岭，王伟，张颖超，等.无线传感器网络中一种改进的DV-Hop定位算法[J].计算机测量与控制，2010，18（2）：488-490.。