基于RSSI的WSN二维对数搜索定位算法

doi:10.3969/j.issn.1000-3428.2014.04.016

计算机工程

基于RSSI的WSN二维对数搜索定位算法

朱莉¹，顾能华¹，姚英彪²，范一鸣¹

(1. 衢州学院电气与信息工程学院，浙江衢州 324000；2. 杭州电子科技大学通信工程学院，杭州 310018)

收稿日期:2013-05-13 出版日期:2014-04-15 发布日期:2014-04-14
作者简介:朱莉(1975－)，女，实验师、硕士，主研方向：无线信号处理，无线传感器网络；顾能华，实验师；姚英彪，副教授、博士；范一鸣，教授、硕士。
基金资助:
浙江省自然科学基金资助项目“大区域覆盖无线传感器网络中多sink节点的优化部署及拓扑控制研究”(Y1080023)。

RSSI-based Two-dimensional Logarithmic Search Localization Algorithm for WSN

ZHU Li ¹, GU Neng-hua ¹, YAO Ying-biao ², FAN Yi-ming ¹

(1. College of Electrical and Information Engineering, Quzhou University, Quzhou 324000, China; 2. College of Communication Engineering, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 310018, China)

Received:2013-05-13 Online:2014-04-15 Published:2014-04-14

摘要/Abstract

摘要： 定位技术是无线传感器网络(WSN)应用的关键技术之一。针对WSN中的定位问题，提出一种基于接收信号强度指示 (RSSI)测距的二维对数分布式搜索定位算法。采用改进的RSSI测距模型测量节点之间的距离，利用质心定位算法结果作为搜索起点，设计一种基于最小加权距离误差和的目标函数，对于每个节点通过二维对数搜索的方法，搜索具有最小加权距离误差和的点作为定位位置。仿真实验比较了质心定位算法、不带权值的二维对数搜索定位算法、基于RSSI的二维对数搜索定位算法在不同条件下的定位性能，结果表明基于RSSI的二维对数搜索定位算法的定位精度远优于质心定位算法，相比不带权值的二维对数搜索定位算法约提高了0.02R。

关键词: 无线传感器网络, 定位问题, 接收信号强度指示, 测距, 二维对数搜索, 权值

Abstract: Localization technology is one of key technologies in Wireless Sensor Network(WSN) application. Focusing on the localization problem of WSN, this paper proposes a Received Signal Strength Indicator(RSSI)-based two-dimensional logarithmic search localization algorithm. The algorithm adopts modified RSSI-based ranging model to estimate the distance of nodes, utilizes the results of centroid localization algorithm as search initial point, and employs two-dimensional logarithmic search method whose objective function is to minimize the sum of distance error with improved weighting factors to distributed realize self-localization. Experiments compare the localization performance of centroid localization algorithm, two-dimensional logarithmic search algorithm without weight, and two- dimensional logarithmic search algorithm based on RSSI. Results show that localization precise performance of proposed algorithm is much better than that of centroid algorithm, and improves 0.02R compared with two-dimensional logarithmic search algorithm without weight.

Key words: Wireless Sensor Network(WSN), localization problem, Received Signal Strength Indicator(RSSI), ranging, two-dimensional logarithmic search, weight

中图分类号:

TP393

朱莉，顾能华，姚英彪，范一鸣. 基于RSSI的WSN二维对数搜索定位算法[J]. 计算机工程, doi: 10.3969/j.issn.1000-3428.2014.04.016.

ZHU Li, GU Neng-hua, YAO Ying-biao, FAN Yi-ming. RSSI-based Two-dimensional Logarithmic Search Localization Algorithm for WSN[J]. Computer Engineering, doi: 10.3969/j.issn.1000-3428.2014.04.016.

https://www.ecice06.com/CN/Y2014/V40/I4/87

参考文献

参考文献 [1] Stojmenovic I. Handbook of Sensor Networks Algorithms and Architectures[M]. [S. l.]: John Wiley & Sons, 2005. [2] Kim S, Ko J G, Yoon J, et al. Multiple-objective Metric for Placing Multiple Base Stations in Wireless Sensor Networks[C]//Proceedings of the 2nd International Symposium on Wireless Pervasive Computing. Piscataway, USA: [s. n.], 2007: 627-631. [3] 李建中, 高宏. 无线传感器网络的研究进展[J]. 计算机研究与发展, 2008, 45(1): 1-15. [4] Zhang Shigeng, Cao Jiannong, Chen Lijun, et al. On Accuracy of Region-based Localization Algorithms for Wireless Sensor Networks[J]. Computer Communications, 2010, 33(12): 1391- 1403. [5] Chen Yuanfang, Shu Lei, Li Mingchu, et al. The Insights of DV-based Localization Algorithms in the Wireless Sensor Networks with Duty-cycled and Radio Irregular Sensors[C]// Proceedings of IEEE International Conference on Communi- cations. Kyoto, Japan: IEEE Press, 2011: 1-6. [6] Nicolescu D, Nath B. Ad-hoc Positioning Systems(APS)[C]// Proceedings of IEEE Global Telecommunications Conference. San Antonio, USA: IEEE Communications Society, 200l: 2926-2931. (下转第95页) (上接第90页) [7] He Tian, Huang Chengdu, Blum B M. Range-free Localization Schemes for Large Scale Sensor Networks[C]//Proceedings of the 9th Annual International Conference on Mobile Computing and Network. New York, USA: ACM Press, 2003: 81-95. [8] Moses R L, Krishnamurthy D. An Auto-calibration Method for Unattended Ground Sensors[C]//Proceedings of 2002 IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing. Orlando, USA: IEEE Press, 2002: 2941-2944. [9] 万国峰, 钟俊, 杨成慧. 改进的RSSI测距和定位算法[J].计算机应用研究, 2012, 11(29): 4156-4158. [10] 王珊珊, 殷建平, 张国敏, 等. 求解无线传感器网络定位问题的线性规划算法[J]. 计算机研究与发展, 2009, 46(5): 705-712. [11] Zhen Fang, Zhan Zhao. RSSI Variability Characterization and Calibration Method in Wireless Sensor Network[C]// Proceedings of 2010 IEEE International Conference on Information and Automation. Harbin, China: [s. n.], 2010: 1532-1537. [12] Daiya V, Ebenezer J, Murty S, et al. Experimental Analysis of RSSI for Distance and Position Estimation[C]//Proceedings of the IEEE International Conference on Recent Trends in Information Technology. Chennai, India: IEEE Press, 2011: 1093-1098. [13] 汤文华, 傅明. 基于SVM的WSN移动节点定位算法[J]. 计算机工程, 2012, 38(22): 76-79. 编辑陆燕菲

[1]	胡宗升, 邢凯, 许静. 基于超越数论的无线传感器网络时空编码方法[J]. 计算机工程, 2023, 49(9): 172-182.
[2]	何峰, 梁家荣, 黎昌珍. 异质无线传感器网络虚拟骨干重构[J]. 计算机工程, 2023, 49(9): 191-198.
[3]	杨敏, 张玲华. WSN中基于区域感知的改进AODV路由协议[J]. 计算机工程, 2023, 49(8): 130-136.
[4]	区展华, 李翠然, 杨茜. 基于ANN的能量采集无线传感器网络中继选择策略[J]. 计算机工程, 2023, 49(5): 215-222,230.
[5]	安志国, 彭政, 易满成, 刘健欣, 俞思帆. 神经网络滤波器竞争训练[J]. 计算机工程, 2023, 49(4): 120-124.
[6]	周文康, 王行甫. 一种基于AHP和FIS的WSN路由算法[J]. 计算机工程, 2022, 48(3): 131-138,161.
[7]	王海浪, 张玲华. 基于PEGASIS的无线传感器网络路由协议改进[J]. 计算机工程, 2022, 48(12): 165-171,179.
[8]	张清国, 张勇, 张伟, 席瑞洁. 基于蜂窝结构的改进混合无线传感器网络覆盖优化算法[J]. 计算机工程, 2022, 48(12): 172-179.
[9]	陈辉, 高岩. 基于双簇头的WSNs非均匀分簇路由算法[J]. 计算机工程, 2022, 48(10): 184-192.
[10]	缪祎晟, 赵春江, 吴华瑞. 基于改进粒子群的农田WSN路由优化方法[J]. 计算机工程, 2022, 48(10): 218-223.
[11]	韩优佳, 胡黄水, 姚美琴. 基于信任感知的无线传感器网络安全路由协议[J]. 计算机工程, 2021, 47(9): 145-152.
[12]	于吉喆, 白乐强, 曹科研. 基于垂线的WSN基站位置隐私保护算法[J]. 计算机工程, 2021, 47(8): 170-176,182.
[13]	蒋宝庆, 陈宏滨. 基于Q学习的无人机辅助WSN数据采集轨迹规划[J]. 计算机工程, 2021, 47(4): 127-134,165.
[14]	胡乔木, 邓昀. 基于压缩HMAC算法的传感器网络范围查询方法[J]. 计算机工程, 2021, 47(12): 200-208.
[15]	柳亚男, 张正, 邱硕, 程远. WSN中基于物理不可克隆函数的簇内密钥分配[J]. 计算机工程, 2020, 46(9): 163-171.

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