检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：产世豪海南大学

学位级别：硕士

在海洋资源的利用和开发日益成为焦点的背景下,水下无线传感器网络节点定位至关重要。然而,与陆地环境相比,水下环境的复杂多样性,使节点定位面临一系列的挑战。dv-hop作为非测距定位算法,因实现简单,硬件要求较低,适用于水下无线传感... 详细信息

在海洋资源的利用和开发日益成为焦点的背景下,水下无线传感器网络节点定位至关重要。然而,与陆地环境相比,水下环境的复杂多样性,使节点定位面临一系列的挑战。dv-hop作为非测距定位算法,因实现简单,硬件要求较低,适用于水下无线传感器网络,但传统dv-hop算法存在着较大的定位误差,在实际应用中效率、精度和能耗无法达到要求。因此,本文研究dv-hop定位算法水下定位优化策略,提出基于算法优化的dv-hop定位算法改进方案,优化水下节点定位效率、精度和能耗。主要研究内容如下: (1)本文分析传统dv-hop算法的定位过程,进一步,进行dv-hop定位算法在水下无线传感器网络中的模拟仿真实验,并对该算法进行了误差分析。结果表明,dv-hop定位算法的误差来源于两个主要方面,跳数估计误差和位置计算误差。该分析结果为下文的算法优化提供了方向。 (2)针对定位精度的问题,本文提出基于粒子群改进的dv-hop定位算法(PSOdv-hop)。首先,利用自适应惯性权重对粒子群算法进行优化,与原算法相比,现在的惯性权重和迭代次数与每个粒子的适应度相关。其次,利用PSO算法来改进dv-hop算法中节点位置的估计,查找未知节点与信标节点之间的实际距离和估计距离的最小误差,以提高算法的定位精度和收敛速度。最后,将PSO算法与dv-hop定位算法相结合,可以充分发挥PSO算法的全局搜索能力和优化效果,从而改善dv-hop算法的定位性能和效率,提高水下无线传感器网络中节点的定位精度和可靠性。仿真实验表明,PSO-dvhop定位算法在算法收敛速度、稳定性和定位精度方面明显优于传统的dv-hop定位算法。 (3)在提升定位精度的基础上,针对能耗问题,本文提出基于NSGA-Ⅱ改进的dvhop定位算法(NSGA-Ⅱ-dv-hop)。首先,利用NSGA-Ⅱ算法的多目标模型可以弥补单目标优化的不足之处,在决策空间中能够发现更多潜在的最优解,同时也包含了单目标模型所能找到的潜在最优解。其次,该研究改进了算法的搜索策略,提出了一种基于所有信标节点的种群约束策略,随着信标节点数量的增加,信标节点位于未知节点同一侧的概率降低。最后,将NSGA-Ⅱ算法与dv-hop定位算法结合,可以通过优化节点位置估计和优化目标函数来改进节点定位的精度、覆盖率和能耗等方面的性能。这种方法可以在实际应用中提高水下无线传感器网络的节点定位效果,使其更适用于复杂的水下环境。仿真实验表明,NSGA-Ⅱ-dv-hop定位算法在一定程度提升定位精度的基础上,降低传感器能耗,NSGA-Ⅱ-dv-hop定位算法的传感器能耗优于PSO-dv-hop定位算法的传感器能耗。

关键词：水下无线传感器网络 dv-hop定位算法粒子群优化算法 NSGA-Ⅱ算法

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基于蜣螂算法优化的dv-hop定位算法

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电子测量与仪器学报 2023年第7期37卷 33-41页

作者：潘志远卜凡亮中国人民公安大学信息网络安全学院北京100045

针对无线传感器网络中传统dv-hop(distance vector-hop)算法定位误差大的问题,提出了一种基于蜣螂算法优化的dv-hop定位算法。首先使用双通信半径的方式细化节点间跳数,并使用最小均方误差准则计算锚节点的平均跳距,将改进后的平均跳距... 详细信息

针对无线传感器网络中传统dv-hop(distance vector-hop)算法定位误差大的问题,提出了一种基于蜣螂算法优化的dv-hop定位算法。首先使用双通信半径的方式细化节点间跳数,并使用最小均方误差准则计算锚节点的平均跳距,将改进后的平均跳距的平均值当做每个未知节点的平均跳距,最后引入权重因子优化适应度函数,使用蜣螂优化算法代替三边测量法进行坐标计算。仿真结果表明,所提算法比经典dv-hop算法平均定位误差提升了55.69%、59.61%和67.59%,误差方差提升了52.41%、45.58%和36.87%,具有良好的定位精度和较好的稳定性。

关键词：无线传感器网络 dv-hop定位算法蜣螂优化算法双通信半径节点定位

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基于全局人工鱼群算法优化的dv-hop定位算法

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工程科学与技术 2022年第4期54卷 228-234页

作者：余修武秦晓坤刘永余昊南华大学资源环境与安全工程学院湖南衡阳421001

无线传感器网络具有大规模、自组织、可靠性、以数据为中心、集成化等特点,被广泛应用于军事、医疗、矿山监测、安全生产等领域。然而现有的无线传感器网络非测距定位算法存在定位误差较大的问题。针对该问题,本文提出一种基于全局人工... 详细信息

无线传感器网络具有大规模、自组织、可靠性、以数据为中心、集成化等特点,被广泛应用于军事、医疗、矿山监测、安全生产等领域。然而现有的无线传感器网络非测距定位算法存在定位误差较大的问题。针对该问题,本文提出一种基于全局人工鱼群算法优化的dv-hop(distance vector-hop)定位算法,即DEWF-D定位算法。该算法对非测距定位算法中的dv-hop算法出现误差的步骤进行优化处理,通过减小算法过程中出现的误差,最终得到较为精准的定位坐标。首先,使信标节点以两种不同的通信半径传递消息,将跳数进行精确化处理,以减少跳数带来的误差;然后,用最小均方误差准则和误差加权方式计算平均每跳距离;最后,利用全局人工鱼群算法替换三边测量法进行坐标计算。仿真验证表明,在不同信标节点密度下,本文提出的DEWF-D算法与dv-hop算法及其他算法相比定位精度分别提升28.3%、6.9%、12.5%;而在不同通信半径下,定位精度分别提升了24.4%、7.6%、14.8%。证明DEWF-D算法能有效提升定位精度,解决了定位算法中出现的定位误差较大问题。

关键词：无线传感器网络 dv-hop定位算法双通信半径全局人工鱼群算法

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基于多通信半径与改进阿基米德算法的dv-hop定位算法

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科学技术与工程 2024年第35期24卷 15145-15151页

作者：黄自晨张烈平尹亚梦谭铭扬王守峰广西高校先进制造与自动化技术重点实验室(桂林理工大学) 桂林541006 广西特种工程装备与控制重点实验室(桂林航天工业学院) 桂林541004 桂林理工大学南宁分校电气与电子工程系南宁532100

针对距离向量-跳距(distance vector-hop,dv-hop)定位算法中未知节点估计位置与实际位置偏差较大的问题,提出了基于多通信半径与改进阿基米德算法的dv-hop定位算法。首先,采用锚节点通信半径多级数分层的方法,减小未知节点最小跳数选取... 详细信息

针对距离向量-跳距(distance vector-hop,dv-hop)定位算法中未知节点估计位置与实际位置偏差较大的问题,提出了基于多通信半径与改进阿基米德算法的dv-hop定位算法。首先,采用锚节点通信半径多级数分层的方法,减小未知节点最小跳数选取的误差;然后,对阿基米德算法中三个步骤进行改进,提高了算法的性能;最后,通过改进的阿基米德算法计算未知节点坐标。实验结果表明,相同环境下,提出的改进算法具有更好的定位效果。

关键词： dv-hop定位算法多通信半径分层阿基米德算法

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无线传感器网络dv-hop定位算法研究

无线传感器网络DV-Hop定位算法研究

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作者：武琦西安理工大学

学位级别：硕士

无线传感器网络(WSNs)通常由大量的传感器节点构成,通过多跳路由进行数据信息的传输。WSNs具备采集数据、处理信息和无线传输的能力,广泛应用于农业数据采集、工业数据监测和草原森林火灾控制等诸多领域。在实际应用中,传感器节点的位... 详细信息

无线传感器网络(WSNs)通常由大量的传感器节点构成,通过多跳路由进行数据信息的传输。WSNs具备采集数据、处理信息和无线传输的能力,广泛应用于农业数据采集、工业数据监测和草原森林火灾控制等诸多领域。在实际应用中,传感器节点的位置信息十分重要,不包含位置信息的采集数据大大降低了数据的可用性。现有定位算法分为测距定位和非测距定位两大类,本文主要针对非测距定位算法中的距离向量跳数(dv-hop)定位算法进行研究与改进,主要的工作内容有: (1)dv-hop定位算法求解未知节点时,定位误差容易受到网络中节点分布的影响,导致节点定位误差较大,误差来源主要是在未知节点与信标节点之间测距时产生的积累误差。针对传统dv-hop算法中的误差,采用双通信半径修正节点间跳数,以获取更准确的最小跳数;利用信标节点间估计距离与真实距离的最小均方误差对平均跳距进行修正;信标节点反向求解与未知节点的距离,并且引入加权思想,距离信标节点越近的未知节点赋予较大的权值。仿真实验表明,改进后算法可以有效减小求解未知节点的平均定位误差。 (2)智能求解算法具有较强的求解能力和求解效率,基于传统麻雀搜索算法(SSA)提出新的改进算法HSISSA。利用Cat混沌映射改进SSA算法的初始化种群;引入发现者比例动态调整机制,通过动态调节因子控制麻雀种群中发现者的比例;采用柯西高斯混合变异策略对麻雀种群中的最优个体进行变异。通过HSISSA算法对CEC测试函数进行求解验证,证明了 HSISSA算法的合理性和有效性,并且HSISSA算法具备求解速度快和稳定性高的优势。 (3)通过改进dv-hop定位算法的估计距离与凸规划法结合建立未知节点存在的盒子区域;将求解未知节点坐标的矩阵方程转化为未知节点坐标误差的目标函数,通过HSISSA算法求解目标函数。仿真结果表明,在不规则无线电模型的影响下,本文提出的改进算法依旧可以有效降低求解未知节点的平均定位误差。

关键词：无线传感器网络节点定位 dv-hop定位算法麻雀搜索 Cat映射动态因子

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基于跳数与跳距优化的三维dv-hop定位算法研究

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传感技术学报 2022年第8期35卷 1080-1085页

作者：时雨农刘海隆电子科技大学资源与环境学院四川成都611731

三维定位是无线传感器网络确定监测对象的重要内容,是当前研究的热点问题之一。针对传统三维dv-hop定位算法定位精度不高的问题,通过模拟仿真深入分析了误差形成的原因,提出了一种以优化跳数和跳距为核心的三维dv-hop定位改进算法。该... 详细信息

三维定位是无线传感器网络确定监测对象的重要内容,是当前研究的热点问题之一。针对传统三维dv-hop定位算法定位精度不高的问题,通过模拟仿真深入分析了误差形成的原因,提出了一种以优化跳数和跳距为核心的三维dv-hop定位改进算法。该算法通过细化通信跳数以降低原始算法中高估跳数造成的误差,并改进了信标节点的跳距计算方法,调整权重以确定未知节点的跳距。实验结果表明,本算法能显著降低定位误差,定位精度相对传统算法提高了25%~30%。该研究可为无线传感器网络监测空间定位提供参考。

关键词：无线传感器网络 dv-hop定位算法跳距跳数

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WSN中dv-hop定位算法与LEACH路由协议的研究与应用

WSN中DV-HOP定位算法与LEACH路由协议的研究与应用

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作者：高翔宇吉林化工学院

学位级别：硕士

目前无线传感器网络中面临着无线传感器网络部分节点能量消耗过高,使用寿命不足的问题;传感器节点位置信息不够精确的技术难题。因此,本文以无线传感器网络中网络节点使用寿命不足,网络中节点定位精度不高的问题为研究方向,对分簇路由... 详细信息

目前无线传感器网络中面临着无线传感器网络部分节点能量消耗过高,使用寿命不足的问题;传感器节点位置信息不够精确的技术难题。因此,本文以无线传感器网络中网络节点使用寿命不足,网络中节点定位精度不高的问题为研究方向,对分簇路由协议、平面节点定位算法、三维节点定位算法三个方面开展研究,并对提出的算法以气体监测为实验模板进行应用性探讨。本文主要工作如下: (1)针对无线传感器网络中因路由协议导致节点能耗不均,网络寿命不足的问题,提出一种基于白鲸算法的LEACH路由协议。利用白鲸优化算法选取簇首,并且在节点入簇阶段引入距离、剩余能量、节点密度因子构建入簇选择函数,使普通节点入簇更加合理。经实验仿真得知该算法能够有效均衡节点能耗,延长网络使用寿命。 (2)针对二维环境中节点定位精度不高的问题,提出一种融合测距修正与蝙蝠优化的改进dv-hop算法。首先通过多通信半径对节点之间的最小跳数进行细化,而后融入加权思想减少跳距误差,最后针对最小二乘算法对未知节点坐标计算存在误差问题引用改进蝙蝠算法替代最小二乘法计算未知节点坐标,将未知节点定位问题转化为求解最优问题。经实验验证,该算法能够有效提高平面环境下的节点定位精度。 (3)针对三维环境节点定位精度不高的问题,提出一种基于麻雀算法改进的3Ddv-hop算法,首先通过跳数优化与跳距加权提高平均跳距的计算精度,而后引入改进后的麻雀算法替代最小二乘算法计算未知节点坐标,改进麻雀搜索算法中引入反向学习策略优化种群以克服麻雀搜索算法中全局搜索能力不足的问题,并且融合萤火虫扰动避免麻雀算法陷入局部最优提高麻雀算法搜索精度。经实验仿真可知本文算法能够有效提高三维环境下的节点定位精度。 (4)以本文提出的无线路由协议与节点定位算法为基础,气体监测为实验模板为本文提出的路由协议与节点定位算法进行应用探索,利用STM32单片机为芯片,MQ-2烟雾传感器为感知模块搭建出传感器节点,并通过VS构建基于WSN的气体监测系统客户端,通过构建系统、数据传输、控件设置等环节将本文算法嵌入其中实现节点定位数据可视化,感知节点数据采集,节点管理,用户管理等功能。

关键词：无线传感器网络 LEACH路由协议节点定位 dv-hop定位算法麻雀搜索算法蝙蝠算法

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基于改进蝙蝠优化的dv-hop定位算法研究

基于改进蝙蝠优化的DV-Hop定位算法研究

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作者：董玉南京信息工程大学

学位级别：硕士

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)广泛应用于军事、交通和医疗等诸多领域,明确传感器节点位置对实现各种应用具有重大意义,因此节点定位技术成为现阶段研究的重点。距离矢量跳算法(Distance Vector-hop,dv-hop)作为一种经... 详细信息

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)广泛应用于军事、交通和医疗等诸多领域,明确传感器节点位置对实现各种应用具有重大意义,因此节点定位技术成为现阶段研究的重点。距离矢量跳算法(Distance Vector-hop,dv-hop)作为一种经典的非测距定位算法,因其具备成本低、简单易实现等优势,受到人们广泛的关注。原始dv-hop算法定位性能较差,如何提高其定位精度成为研究的核心问题。针对此问题,提出两种优化方案,主要工作内容如下:(1)概述WSN相关知识,包括定位技术的研究现状、算法分类和位置估计。重点阐述了dv-hop算法的原理,并剖析其定位误差的来源。(2)针对dv-hop算法定位精度低且传统蝙蝠算法寻优性能较差的问题,提出基于测距修正和蝙蝠优化的改进dv-hop定位算法。该算法分别从跳距计算和位置估计两阶段进行改进。首先,结合最小均方准则和校正因子修正节点间平均跳距。其次,通过设置阈值控制混沌映射来初始化种群,并采用速度加权策略控制搜索的步长,提高蝙蝠算法的寻优能力。最后,使用改进蝙蝠算法优化位置节点的位置。经仿真验证,改进的dv-hop定位算法具有较优的定位性能。(3)针对dv-hop算法在各向异性网络下定位性能不佳的问题,提出基于混沌映射改进蝙蝠优化的dv-hop定位算法。首先,采用logistic混沌映射保证初始种群的质量,并选择两种全新的位置更新策略,增强蝙蝠全局搜索能力。其次,引入参数因子控制搜索范围,增强蝙蝠局部搜索能力。最后,采用改进蝙蝠算法优化未知节点的位置。仿真结果表明,提出的改进算法鲁棒性强、精度高,在方型、H型、X型、F型网络中均具有较高的定位精度。

关键词： WSN 非测距算法 dv-hop定位算法测距修正改进蝙蝠算法

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基于多项式平均优化改进的dv-hop定位算法研究

基于多项式平均优化改进的DV-Hop定位算法研究

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作者：王锦锦南京邮电大学

学位级别：硕士

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)由大量能够相互通信的传感器节点组成,它在军事防御、环境监测、智慧城市等领域的应用中发挥着巨大作用。节点定位是WSN应用的重中之重,因为节点收集的数据需要结合它们的位置进行处理。距... 详细信息

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)由大量能够相互通信的传感器节点组成,它在军事防御、环境监测、智慧城市等领域的应用中发挥着巨大作用。节点定位是WSN应用的重中之重,因为节点收集的数据需要结合它们的位置进行处理。距离矢量跳跃(Distance Vector-hop,dv-hop)算法因其易于实现和低成本的特点,一直是最受欢迎的节点定位算法之一。但dv-hop算法在各向异性网络中的表现较差,针对该问题,本文对dv-hop算法的误差来源进行了详细分析,并提出了相应的改进方案。主要内容包括:(1)本文提出了基于多项式平均和锚节点筛选改进的dv-hop定位算法(Improved dvhop Localization Algorithm Based on Polynomial Averaging and Anchor Node Filtering,PAFdvhop)。首先根据接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication,RSSI)与距离之间的关系,采用RSSI技术对节点间的首跳进行分级细化减少最小跳数误差。随后针对节点分布不均匀的情况,使用多项式来近似节点间跳数和距离的关系,并对估计距离进行平均优化减少估计距离误差。最后在计算未知节点坐标的过程中,使用验证误差筛选可信锚节点,并根据可信锚节点的信息计算未知节点的位置坐标。仿真结果显示,所提算法的定位精度在各向同性和各向异性的网络中均有所提高。(2)针对最小二乘法在计算位置过程中因系数矩阵不可逆导致定位精度下降这一问题,本文采用秃鹰搜索算法代替最小二乘法,提出了基于改进秃鹰搜索算法与多项式平均优化的dv-hop定位算法。为了提高秃鹰搜索算法搜索结果的准确性,本文在最初选定的搜索空间上增加了一个t分布扰动项,以平衡秃鹰搜索算法的全局搜索能力和局部搜索能力,同时在捕食阶段后引入了反向学习策略,以增强算法跳出局部最优的能力。在多项式平均优化的dvhop定位算法的基础上,采用秃鹰搜索算法来代替原有的最小二乘法。仿真实验在方型、C型和O型等网络区域下进行,通过改变网络中的锚节点比例和传感器节点的通信半径来对所提算法的性能进行分析,实验结果证明,本文所提改进算法有更好的定位效果和稳定性。

关键词：无线传感器网络节点定位 dv-hop定位算法多项式平均秃鹰搜索算法

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变速弹性碰撞狮群算法及在改进的三维dv-hop定位算法中的应用

变速弹性碰撞狮群算法及在改进的三维DV-Hop定位算法中的应用

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作者：郭伟江西理工大学

学位级别：硕士

无线传感网络是以传感器为基础的自组织网络,能够实时发送网络覆盖区内感知对象的信息给用户,在社会发展中有着举足轻重的地位,而节点定位技术是无线传感网络的关键技术。节点定位算法中dv-hop算法因成本低,易实现的优势受到广泛关注,... 详细信息

无线传感网络是以传感器为基础的自组织网络,能够实时发送网络覆盖区内感知对象的信息给用户,在社会发展中有着举足轻重的地位,而节点定位技术是无线传感网络的关键技术。节点定位算法中dv-hop算法因成本低,易实现的优势受到广泛关注,但是该算法在定位的精确度上存在一定误差不能满足某些应用场景。通过分析dv-hop算法的产生误差的原因,提出改进方案,主要工作如下:(1)为减少dv-hop定位算法由于最大似然估计法所带来的积累误差,提出了一种变速弹性碰撞狮群优化(VELSO)的dv-hop定位算法。本算法将寻优能力较强、易实现的狮群算法(LSO)引入到了dv-hop定位算法中,通过分析LSO算法的不足,引入了可变螺旋搜索策略增加了狮子搜索的灵活性,同时让母狮学习教与学算法的学习策略,以增强狮子狩猎的交互行为。其次,使用改进的折射反向学习策略来增加种群的多样性,增加候选解的选择。最后,采用变速弹性碰撞策略,以提高算法跳出局部最优的能力。为了验证算法的有效性,使用了16个测试函数对所提算法进行了测试,并与其他算法进行了比较,验证了VELSO算法的有效性。并将VELSO算法应用于二维的dv-hop定位,实验结果表明该算法的应用能有效提升定位精度。(2)针对三维dv-hop定位算法的定位误差,结合前人的通信半径划分方法和相似路径搜索算法,提出了基于VELSO算法的三维dv-hop定位算法。首先依据未知节点的倒数细分锚节点的通信半径,让通信半径在未知节点数量多的时候使用多的层级,未知节点数量少的时候使用少的层级,让算法在提升跳数精度的同时保证适配的运算效率。其次,在锚节点平均跳距计算阶段引入最小均方误差准则,减少锚节点平均跳距的误差;在未知节点平均跳距获取阶段,由于未知节点的平均跳距来源于距离其跳数最近的锚节点,从而导致不同的未知节点具有相同的平均跳距所带来的误差,设计一种依靠临近锚节点获取全区域锚节点加权的平均跳距计算方法,使未知节点的平均跳距更加准确。最后使用VELSO算法定位未知节点。对所提算法进行了仿真实验,实验结果表明,所提算法能有效提升三维dv-hop的定位精度。在本文中先对VELSO算法进行了有效性验证,然后对两种定位算法进行了平均定位误差验证,从实验结果可知,两种算法都能够提升定位效果,同时多次实验结果的平均值表明,两种算法也都具有很好的稳定性。

关键词：无线传感网络 dv-hop定位算法狮群算法变速弹性碰撞折射反向学习可变螺旋搜索

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