基于MCL算法的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)定位技術(shù)

　　2 MCL算法優(yōu)化

　　傳感器節點(diǎn)在計算資源與存儲資源等方面一般比較緊缺，可通過(guò)多邊形內點(diǎn)測試
測試

二極管，電磁閥

法首先近似確定節點(diǎn)的運行方向，該方法完全基于節點(diǎn)間的連通性，僅需要信標節點(diǎn)的跳數位置廣播信息，因此對節點(diǎn)沒(méi)有額外的功耗和硬件需求。圖3為多邊形內點(diǎn)測試法的一種情況，如圖3(a)假設M獲得與A之間的跳數為4，則節點(diǎn)1與A之間的跳數為3，節點(diǎn)2與A之間跳數為5；M獲得與B之間的跳數為3，則節點(diǎn)2與B之間的跳數為2，節點(diǎn)1與B之間的跳數為4。當M移動(dòng)到節點(diǎn)1位置，則可以得出節點(diǎn)M靠近了節點(diǎn)A遠離了節點(diǎn)B，可以得出節點(diǎn)M不能同時(shí)靠近或遠離三個(gè)頂點(diǎn)，必定在三角形內部，當節點(diǎn)M同時(shí)靠近或遠離三個(gè)頂點(diǎn)．必定在三角形外部。對圖3(b)當節點(diǎn)M從三角形ABC內離開(kāi)進(jìn)人三角形ABD中時(shí)，即可得到節點(diǎn)的大致運行方向。則式(2)的濾波條件可簡(jiǎn)化為

　　此處的T'為節點(diǎn)N在區域ABD內的鄰居節點(diǎn)可以偵聽(tīng)到而節點(diǎn)N本身無(wú)法偵聽(tīng)到的全部信標節點(diǎn)。

　　對節點(diǎn)運行方向的估計可大大減少MCL算法的位置預測和位置濾波階段的計算量，節省了節點(diǎn)的能耗。并且更加容易濾除與觀(guān)測值不一致的位置．提高定位精度。

　　3 算法性能*價(jià)

　　在一定的通訊開(kāi)銷(xiāo)和硬件配置條件下，評價(jià)一種節點(diǎn)定位方法優(yōu)劣的重要標準是位置估計精度的高低。通過(guò)仿真對MCL．定位算法、改進(jìn)后的MCL，定位算法和質(zhì)心定位(Centroid)算法進(jìn)行了比較。

　　仿真實(shí)驗過(guò)程中，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )、節點(diǎn)以及算法的相關(guān)參數都是不斷變化的。節點(diǎn)隨機部署在一個(gè)500 m×500 m的矩形區域內。而且假定信標節點(diǎn)與普通節點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)傳輸距離為恒定值r(r=50 m)，節點(diǎn)的位置信息廣播之間的時(shí)間間隔為固定值tu并且以節點(diǎn)在每一時(shí)間段tu內移動(dòng)的距離r表示節點(diǎn)移動(dòng)速度。

　　由圖4(a)可以看出，MCL定位算法的精度在初始階段會(huì )隨著(zhù)時(shí)間變化提升很快并進(jìn)入穩定階段，在穩定階段，節點(diǎn)新的觀(guān)測值(位置濾波器
濾波器

　　凡是有能力進(jìn)行信號處理的裝置都可以稱(chēng)為濾波器。在近代電信裝備和各類(lèi)控制系統中，濾波器應用極為廣泛；在所有的電子部件中，使用最多，技術(shù)最復雜要算濾波器了。濾波器的優(yōu)劣直接決定產(chǎn)品的優(yōu)劣，所以，對濾波器的研究和生產(chǎn)歷來(lái)為各國所重視。 [全文]

)與由于節點(diǎn)移動(dòng)帶來(lái)的不確定性對定位精度的影響達到某種平衡，位置估計誤差將最終穩定在一個(gè)最小值上下波動(dòng)?？梢钥闯鯩CL算法的定位精度與質(zhì)心定位算法相比有著(zhù)相當大的優(yōu)勢。

　　圖4(b)中可以看出改進(jìn)后的MCL定位算法能夠更快的達到穩定，并且定位精度也有了少許提升。

　　4 結語(yǔ)

　　本文提出了將MCL算法應用于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)定位中。在節點(diǎn)隨機運動(dòng)的情況下，不需要配備額外的硬件設施，就可以獲得較高的定位精度,解決了具有移動(dòng)性的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中的節點(diǎn)定位問(wèn)題。并在算法初始階段結合質(zhì)心算法進(jìn)行定位．通過(guò)估計節點(diǎn)方向來(lái)簡(jiǎn)化算法，優(yōu)化了MCL算法的定位性能。