基于ZigBee的定位算法MATLAB仿真及结果分析

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基于Zigbee的加权质心定位算法研究与实现

基于Zigbee的加权质心定位算法研究与实现
5 结 论
本文在研究 R S 和 L I S I Q 的距离测定 的基础上 , 讨论了基于 Zge 的 WC i e b L算法 , 并分析 了 WC L算 法中权重对定位误差 的影响 , 给出了最小定位误差的权 重分析方法 , 最后进行 了实验测量结果。虽然 WC L算法存在节点由中心移动到网络边界 时, 定位误差增 大的缺点 , 但基 于 Zge 协议 栈 已有 以及 i e b Zge 技术的低复杂度 、 i e b 低资源配置等的优势 , 使得 WC L算法在无线传感器 网络定位 中有着非常大的 应用 价值 。
区域周 围。
对于质心定位算法一般是通过两个 阶段来实现定位的。 第一阶段 , 所有的信标发送各 自的位置信息 ( Y 给在其传输范围内的所有传感器节点 , ,) 第二阶段 , 所有的传感器节点根据传输范围内 n 个信标 节点的质心计算它们 自己的位置 A ( Y ( 2 , ,) 式 )质心定位仅以信标节点 的平均坐标来定位未知设备。 错误定位 ( Y 定义为一个传感器节点准确位置与近似位置之间的距离( : 。 ,) 式; )
中图分类号 :T 33 P 9 文献标识 码 :A 文章编号 :10 0 7-46 ( 0 2 0 0 6 20 2 1 ) 1— 0 8—0 3
0 引 言
随着物联 网时代的到来 , 无线传感器网络技术的发展越来越重要。而 电子元器件微型化和现代通 信技术的发展 , 推动了构成无线传感器网络的节点向极端小型化 、 智能化和低成本方 向发展 , 这些节点 包含了传感器 、 执行器 、 低功耗的微处理器、 小型内存和通信模块等 , 实现了信号检测 、 计算 、 汇总和发送 等 功 能 。 由于所 有节 点在 网络 中的位 置 是 随 机 的 , 因此 , 线 传 感 器 网络 中 的节 点定 位 是一 个 关 键 技 无 术 。 由于节点 的物理 尺寸 的限制 , 每个 节点 的 能量 和资 源是 有 限 的 , 不可 能 以密集 的计 算 和通 信来 达 到 准 确定 位 的 目的 。 已有 的 R S( ee e i a Srnt dctn 测 距过 程 中会产 生 随机 分量 , 法精 SIR ci dSg l t g I iao ) v n e hn i 无 确计算未知节点的位置。本文提出了一种 WC ( i t et i L c i tn 算法与 Z be L We h dCn o oaz i ) ge rd lao i e 技术相结 g 合 的 方法 实现 无线 传感 器 网络 中的节点 定 位 。

基于ZigBee心电监护网络的定位系统的研究

基于ZigBee心电监护网络的定位系统的研究
s n c a d r d o mo u e . An h r ttpets ft ewh l y tm sc rid o t o i n a i d l s d t e p oo y e to oe s se ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱa are u .Te tr s l i d c tst a h o h s e u t n ia e tt e l— h
络模型结 构的基础上 , 采用 T O D A测距技术和 B u dn o o nigbx定位算法实现了心电监护 网络 内的短距离定位 ; 利用高性能微控 制
器、 C4 0无线 收发模块和超声波收发模块 构建 了定位系统 中各关键 节点 的硬件 平台和软件平 台 , 对整个定位 系统 的原 型 C 23 并 机进行了测试 。测试结果表明 , 该系统定位精度较高 , 具有较好 的推广价值 。 关键词 : 定位技术 ; i e ;定位 算法 Zg e B 中图分类号: P 9 .7 T 33 1 文献标识码 :A 国家标准学科分类代码 : 1 . 10 3 0 6 1
M a 00 v2 8
基 于 Zg e iB e心 电 监 护 网络 的 定 位 系统 的 研 究 术
郑 凯 , 宏伟 , 孝 临 赵 张
长春 10 2 ) 30 5
( 吉林大学计 算机科 学与技术学 院 摘
要: 利用超声波和无线 电相结合 的定位技术设计 了一 套适用 于 Zg e i e心 电监 护网络 的定位 系统 。本 文在分 析 Zg e B i e网 B
o e a in Wa e ie y ma n s fTDOA e hn l g n u i g b x l c iai n ag rtm. Th a d r e i r ntt s r a z d b ki g u e o o l t c oo y a d Bo nd n o o a z t o h l o l i e h wa r a d s fwa e p a o m ft e c u i o e s c n tu t d u i g h g ro a c c o o to lr n ot r l t r o h r ca n d swa o sr ce sn ih pe r n e mir c n r le ,CC2 3 f l f m 4 0,u ta l — r

基于ZigBee的路径衰减因子及实时定位算法研究

基于ZigBee的路径衰减因子及实时定位算法研究
了不 同环 境 下 Z i g B e e无线 传 感 网络 节 点 的 实 时 定 位 测 量 误 差 , 提 高 了定位 精 度 。
关键 词 : Z i g B e e ; 路 径 衰 减 因子 ; 机 器 学 习 ;支 持 向 量 机 算 法 ; 链 路 质 量指 示 ;三 边 测 距 定 位
C HE N T i n g ,HUANG Z h a n g - q i n,HAN Gu a n g — l i
( B e j i i n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , B e j i i n g 1 0 0 1 2 4 , C h i n a )
l o s s e x p o n e n t a c q u i s i t i o n me t h o d a n d t h e t i r l a t e r a l r e a l - t i m e l o c a l i z a t i o n m e t h o d b a s e d o n L Q I a r e p r o p o s e d . B y s t u d y i n g t h e r a d i o p r o p a g a t i o n p a t h l o s s m o d e l , t h e p a t h a t t e n u a t i o n f a c t o r , t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e L Q I a n d d i s t a n c e , t h i s a r t i c l e u s e s
陈 婷 ,黄樟钦 ,韩 广利

ZigBee路由协议分析及仿真实现-毕业论文

ZigBee路由协议分析及仿真实现-毕业论文

ZigBee路由协议分析及仿真实现-毕业论文摘要作为无线传感器网络(WSN Wireless Sensor Networks)的一项新型技术,ZigBee技术具有低功耗、低速率、低延时、低成本等特性,具有强大的组网能力和超大的网络容量,可以广泛应用在消费电子产品、家居与楼宇自动化、工业控制、医疗设备等领域。

由于其独有的特性,ZigBee无线技术也是无线传感器网络的首先技术,具有广阔的发展前景。

ZigBee协议标准采用开放系统接口(0SI)分层结构,其中物理层和媒体接入层由IEEE802.15.4工作小组制定,而网络层,安全层和应用框架层由ZigBee联盟制定。

本文根据IEEE802.15.4标准规范与ZigBee 标准规范,简单扼要地阐述了ZigBee协议栈的协议栈架构,重点讲解了ZigBee网络层树路由和网状网路由。

然后讲解了NS2网络仿真软件的工作原理,详细介绍了仿真环境的搭建和仿真分析的过程。

通过对CLUSTER-TREE路由算法和AODVjr路由算法在不同发包间隔下的平均延时、丢包率和控制包数量模拟,获得仿真结果。

AbstractAs a WSN(Wireless Sensor network), a new technology, ZigBee technology with low power consumption, low speed, low latency, low cost features, is a powerful networking capabilities and large network capacity, and can be widely used in consumer electronics, home and building automation, industrial control, medical equipment and other fields.Because of its unique properties, ZigBee wireless technology is the first technology of wireless sensor network, has a broad development prospects.ZigBee protocol standard using open system interface (OSI) hierarchical structure, including the physical layer and the media access layer shall be formulated by the IEEE802.15.4 working group, and the network layer, security and application framework layer shall be formulated by the ZigBee alliance.In this paper, based on IEEE802.15.4 standard specification and ZigBee standards,briefly expounds the simple ZigBee protocol stack protocol stack architecture, focusing on the ZigBee network layer routing and mesh networks by the tree.Then explained the working principle of NS2 network simulation software, introduces in detail the process of the construction of the simulation environment and simulation analysis.Routing algorithm based on CLUSTER - TREE and AODVjr routing algorithm under different contract awarding interval average delay, packet loss rate and the control packet number simulation, the simulation results.KEYWORDS: NS2,ZigBee,CLUSTER-TREE,AODVjr目录摘要......................................................................... I I Abstract. (III)目录 (VI)1 绪论 (1)1.1 背景介绍 (1)1.2 课程设计环境和工作内容 (1)2 ZigBee技术及仿真软件介绍 (3)2.1 ZigBee技术概述 (3)2.2 ZigBee协议栈架构 (3)2.3 ZigBee网络层路由协议 (5)2.3.1 ZigBee支持的网络拓扑 (5)2.3.2 ZigBee网络编址方式 (6)2.3.3 ZigBee网络路由算法介绍 (6)2.4 NS2网络仿真软件介绍 (7)2.4.1 NS2软件概述 (7)2.4.2 trace文件格式介绍 (8)3 仿真环境搭建过程 (10)3.1 Fedora 21安装过程 (10)3.2 NS2的安装过程 (18)3.3 NS2中添加ZBR路由协议的过程 (21)3.3.1 协议底层文件 (21)3.3.2 需要修改的文件 (21)3.3.3 需要修改的具体内容 (22)3.3.4 编译 (27)3.3.5 测试脚本 (27)3.4 gnuplot的安装 (27)3.5 本章小结 (27)4 仿真过程与仿真结果分析 (29)4.1 使用NS2进行模拟的基本流程 (29)4.2 星型拓扑环境搭建和模拟 (30)4.2.1 任务分析 (30)4.2.2 编写Tcl脚本 (30)4.2.3 执行模拟 (35)4.2.4 修改路由算法 (35)4.2.5 再次执行模拟 (36)4.3 星型拓扑仿真结果分析 (36)4.3.1 gawk工具介绍 (36)4.3.2 传输延时 (39)4.3.3 丢包率 (40)4.3.4 控制包数量 (41)4.4 树形拓扑环境的搭建和执行 (42)4.4.1 任务分析 (42)4.4.2 编写Tcl脚本 (42)4.4.3 执行模拟 (47)4.4.4 修改路由算法 (48)4.4.5 再次执行模拟 (48)4.5 树形拓扑仿真结果分析 (48)4.5.1 平均延时 (49)4.5.2 丢包率 (49)4.5.3 控制包数量 (50)4.6 本章小结 (51)5 总结和展望 (53)5.1 总结 (53)5.2 展望 (53)参考文献 (54)致谢 (56)1 绪论1.1 背景介绍随着科技的发展、文明的进步,人类对于信息的需求也日益增大,推广了信息的蓬勃发展。

基于zigbee的人员定位系统介绍

基于zigbee的人员定位系统介绍

基于zigbee系统的人员定位系统简介一系统设计原理人员定位管理系统是采目前最先进的Zigbee无线识别技术,ZigBee技术基于IEEE802.15.4协议,2.4GHZ高频率,自组网技术,是一种新型的具有统一技术标准的无线通信技术。

协议内部数字信号强度(RSSI)与无线连接质量(LQI)2个高精度,高标准的数字量使我们硬件定位系统的关键基础。

其算法核心:每个路由节点接收到Tag的数据以后,从数据结构体提取内部数字信号强度(RSSI)与无线连接质量(LQI),根据多个路由节点,提取不同的RSSI。

LQI数值计算出相对应的位置。

当Tag达到摸一个路由附近时候,数值达到最大,此时会记录此Tag经过次路由,以便描述Tag踪迹时候使用。

zigbee网络是由终端节点、路由、和协调器 3种设备构成。

协调器收集所有节点和路由的信息,通过RS232发给监控计算机。

通常放在距离控制室最近的位置。

根据现场实际安装的要求,或者结构布局限制,有效的安装无线路由节点,从而构成完整通讯网络。

待定位人员必须随身携带标识卡,当持卡人员经过设置识别系统的地点时被系统识别。

系统将读取该卡号信息,通过zigbee传输网络,将持卡人通过的路段、时间等资料传输到网关二硬件系统系统由四部分组成:人员标签终端、读卡器与数传设备、Zigbee网关、后台管理平台。

同时监护中心提供丰富的图形操作界面,接受指挥人员操作指令1,服务器部分可以是PC或专用服务器,提供RS232串口或以太网接口。

接收TAG数据后,通过一定算法来处理TAG数据并结合地图来展示人员位置与相关紧急报警信息。

2网关:服务器和Zigbee网络之间的桥接设备,网络中所有的标签信息最终汇聚到网关,再传输至服务器。

根据应用需求,网关可以使用RS232接口、RJ45接口、无线WiFi、GPRS等接口和技术和服务器连接3 Reader读卡器与路由节点:负责读取TAG相关信息并利用Zigbee网络远传数据到网关,在标签通讯范围内的读卡器都会收到TAG标签数据。

基于ZigBee的定位算法MATLAB仿真及结果分析

基于ZigBee的定位算法MATLAB仿真及结果分析

3.4 TDOA算法仿真我们取节点总数为100个,已知节点为20个,通信半径为60米,边界长宽均为100米,已知节点坐标和未知节点坐标均随机产生,定位结果如下:绝对误差3.3225e-13米,相对误差 5.5376e-13%,均接近于0(盲节点的定位误差视为0),所有节点均可被定位且它们的定位误差几乎为0。

因为将盲节点的定位误差视为0,则此TDOA定位算法的误差来源于计算过程中的小数位数的取舍,这样的误差是十分小的与接近于0的运算结果相符。

注:≈0表示接近于0(远小于1)。

绝对误差:定位出的未知节点的坐标与实际坐标相差的距离值平均绝对误差:N次运算绝对误差的均值相对误差:绝对误差与节点通信半径的比平均绝对误差:N次运算相对误差的均值平均盲节点比例:盲节点总数占总未知节点数的比例将不能被定位的节点的估计位置全置为(0,0)图XX.基于TDOA算法的定位仿真结果图XX.基于TDOA算法的定位仿真定位出来的每个未知节点的对误差同样的因为已知节点和未知节点坐标均为随机产生,所以定位结果的误差也具有随机性,因此保持上述条件不变做多次运算求定位误差的平均值则可以表示在上述条件下定位的一般误差水平1次10次20次40次50次100次200次300次500次800次平均绝对误差(米)≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0平均相对误差(%)≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0平均盲节比例(%)0 0 0.062500.031250.050000.037500.068750.087500.077500.13000表XX.多次运算后的平均绝对误差、平均相对误差、平均盲节比例从上表中我们可以看出,随着定位次数的增加平均绝对误差和平均相对误差一直是远小于1的,而平均盲节比例处于不稳定状态,因此我们选择做100次定位运算作为定位运算的代表值。

由于定位算法的原理导致了在已知节点通信半径外的未知节点间不能通信,所以会出现无法定位的盲节点,盲节点的出现还与网络的拓扑结构有关。

基于ZigBee的井下人员精确定位方案及实现

基于ZigBee的井下人员精确定位方案及实现

域采用 R S 定位 算法, SI 并利用高斯 滤波模 型对接收功率值滤波 , 实现精确定位 ; 远基站 区域采用 V T V l i —ie 算 法进 行定位。 — ( e c yTm ) ot 实验表 明算 法在近基 站 区域测量最大绝对误差为 3 远基站 区域 最大绝对误 差为 5 m, m。
l e rs a e o e mi e t n e n h p r t n h b to e u d r r u d saf or t e ta i o a I p st nn e h oo y i h r o i a p c ft n u n l a d t e o e ai a i f t n e go n tf,f h r dt n l RF D o i o i g t c n lg s ad t n h o h i i a c r tl o a e t e u d r r u d s f i n s n t e s h me t e mi e t n e sv r al ii e n o t e a e s o e rb s t t n n c u ae y lc t h n e g o n t f n mi e .I h c e h n u n li i u l d vd d i t r a fn a a e sai s a d a t y h o r moe b s tt n . I e r b s t t n,t e RS I ag r h i s d a d t e Ga s in f tr mo e s e ly d t l rt e p w r v u e t a e sa i s n n a a e sai o o h S lo i m s u e n h u sa l d li mp o e o f t h o e a e t i e i e l

基于ZigBee无线传感网络的井下定位系统

基于ZigBee无线传感网络的井下定位系统
2 0 1 3年第 9期 文章编号 : 1 0 0 6 - 2 4 7 5 ( 2 0 1 3 ) 0 9 - 0 1 6 0 - 0 3
计 算 机 与 现 代 化 J I S U A N J I Y U X I A N D A I H U A
总第 2 1 7期
基于 Z i g B e e 无 线传 感 网络 的井 下 定 位 系统
Und e r g r o u nd Lo c a t i o n Sy s t e m Ba s e d o n Zi g Be e Wi r e l e s s Se n s o r Ne t wo r k
YA NG J u n,Z HAN L i n
( S c h o o l o f C o m p u t e r S c i e n c e a n d E n g i n e e i r n g , A n h u i U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , H u a i n a n 2 3 2 0 0 1 , C h i n a )
i s t h e b a c k w a r d m o n i t o i r n g s y s t e m.We p r e s e n t a w i r e l e s s l o c a t i o n n e t w o r k( WL N)b a s e d o n t h e a p p l i c a t i o n o f C C 2 4 3 0 / 2 4 3 1
杨 君, 詹 林
( 安徽理工大学计算机科 学与工程 学院 , 安徽 淮 南 2 3 2 0 0 1 )

目标定位跟踪原理及应用 matlab仿真

目标定位跟踪原理及应用 matlab仿真

目标定位跟踪原理及应用 matlab仿真目标定位跟踪原理及应用是指对目标进行定位和追踪的技术。

在目标定位跟踪中,通常需要采用传感器获取目标的信息,进而将其处理成可供分析使用的形式,以实现对目标的跟踪。

本文将重点介绍目标定位跟踪的原理及应用,并以Matlab仿真为例,分析其在实际应用中的效果。

1. 目标定位跟踪原理目标定位跟踪的原理主要涉及目标的探测、跟踪和定位三个方面。

(1)目标探测目标探测是指通过传感器获取目标的信息。

传感器通常可以根据目标的特征发射电磁波,如雷达、红外线探测器等。

(2)目标跟踪目标跟踪是指根据传感器获取的目标信息,建立目标与探测器之间的运动关系,并实时更新目标的位置和速度等参数。

跟踪目标需要使用相应的算法和数据处理技术,如卡尔曼滤波、粒子滤波等。

(3)目标定位目标定位是指根据跟踪结果,计算目标在空间中的位置和速度等参数,以实现对目标的定位。

常用的定位方法包括三边定位法、四边定位法、多普勒测距法等。

目标定位跟踪技术在实际应用中非常广泛,可以应用于空中、海上、陆地等不同领域。

以下是一些目标定位跟踪的应用场景:(1)军事领域军事领域是目标定位跟踪技术应用最为广泛的领域之一。

在军事行动中,通过目标定位跟踪技术可以实时获得敌军、友军等目标的位置和速度信息,进而判断敌我情况、进行作战规划等。

(2)民用领域目标定位跟踪技术在民用领域也有广泛的应用,如交通、安防、消防等领域。

在安防领域,通过安装摄像头等设备,在范围内对目标进行监控和跟踪,对大型场馆、机场、车站等公共场所起到了重要的保障作用。

(3)航空航天在航空航天领域,目标定位跟踪技术可以用于导航、导弹制导、航空作战等方面。

利用目标定位跟踪技术,可以实现飞机、导弹等目标的精准定位和跟踪,避免航空事故的发生。

3. Matlab仿真分析Matlab是一种常用的科学计算和数学建模软件,也是目标定位跟踪常用的仿真分析工具。

以下是一个简单的Matlab仿真分析:(1)建立模型根据目标定位跟踪的原理,建立仿真模型,并对输入和输出参数进行定义。

基于ZigBee的机车无线定位方法研究

基于ZigBee的机车无线定位方法研究

二乘定位算法的车站机车精确定位方法 。证明了该方法对 由于无线定位设备晶振频 率差 异导 致的测量误差有较 高 的鲁棒性 ,具有比其他定位方法都高的定位精度 ,完全满足机车定位对精度 的要求。最后通过分析和 比较实 验数据 ,证明了该机车精确定位方法的可行性和有效性 。
关键词 :机车定位 ;精确定位 ;无线传感器网络 ; S - W - DS T TOA;最小二乘法
ca mie apeio oainme o o n ego n esn e t c igbsdo DS W — OA rn n n ol n , rcs nlct t dfr d rru dp r n lr kn a nS T i o h u o a e T g ga d ai
A A 、测量到达 时间 (i f rv , O ) O) Tme r a T A 和测量到达时 oA i l 间差 (i Df rne f rv , D A) Tme ie c o A r a T O 等。 e i l
中, 它满足 IO O I s / S 参考模型。物理层和 MA C层采用 了
l at q a e m eh d wa r p s d e s—s u r t o sp o o e .Th t o ’ r b sn s a an tm e s r me te r rc u e y wi ls l c t n e me h dS o u t es g i s au e n ro a s d b r e s o ai e o e u p n ’ cy tlo stwa r v d q i me t r sa f e sp o e .Th e s i t n f c ie C So e m eh d we e v r e y a ay i g a d S e fa i l y a d e f t n S ft t o r e f d b n lzn n bi e v h i i

基于Zigbee室内定位系统的指纹库优化算法

基于Zigbee室内定位系统的指纹库优化算法

得到 良好 的定位效果 ,但指纹数据库 的采集和建立精度会直接影响到最终的定位精度,而一般方法建立的指纹数据库误差较大。
为 此 ,通过 对 Z i g b e e网络 指纹 数据 库采 集和 建立 过程 进行 研 究 ,提 出一 种 Z i g b e e网络 中指纹 数据 库采集 、建 立及 优化 的算 法 。在 定位 区域 将各 采样 点采 集 到 的指纹 数据库 源 数据 进行 滤波 处 理 ,建立 高精 度 的指纹 数据 库 。利 用 Z i g b e e 平 台组 建无 线 网络进 行实 验 ,分别 使 用针 对该 定位 系 统提 出 的 限定 区域最 邻近 算 法 、限 定 区域加权 最 邻近 算 法 、限定 区 域贝 叶斯 算法 进行 定位 计 算 。实验 结果表 明 ,运 用优 化 后的指 纹数 据库 在短 距 离范 围 内定位 平均 误差 可 限制在 1 . 5 m以内。
中图分类号: T P 1 8
基于 Z i g b e e室 内定位 系统 的指 纹库优化 算法
刘小康 ,郭


( 南 昌大 学信 息工 程学 院 ,南 昌 3 3 0 0 3 1 )
要 :Z i g b e e 无线传感器网络的接收信号强度指示( R S S I ) 可以用来提供位置服务,使用 R S S I 建立指纹数据库设计定位算法能够
s e r v i c e .Us i n g RSS I e s t a bl i s hi n g f in g e r pr i n t d a t a b a s e t o d e s i g n po s i t i o ni ng a l g o r i t h m c a n ge t go o d po s i t i o ni n g r e s ul t .Bu t in f ge pr r i n t d a t a ba s e c ol l e c t i o n a nd e s t a bl i s hme n t a c c ra u c y d i r e c t l y a fe c t t he p os i t i o n i n g a c c u r a c y.Th e g e n e r a l me t h od t o e s t a bl i s h t h e ing f e r pr i n t da t a b a s e h a s l a r g e r e r r o r ,a nd a te f r r e s e a r c h i n g or f t h e p r oc e s s o f Zi g b e e n e t wo r k i f ng e pr r i n t d a t a b as e c ol l e c t i o n a n d e s t a b l i s h me n t ,t h e ing f e pr r i n t da t a ba s e c o l l e c t i o n,e s t a bl i s h me nt a n d o p t i mi z a t i on me t ho d i s p r o po s e d.I n t h e p os i t i o ni n g a r e a ,a l l t he c o l l e c t e d in f ge r pr in t d a t a ba s e s o u r c e d a t a f r o m e v e r y s a mp l i n g p oi n t a r e il f t e r e d ,a nd hi g h p r e c i s i o n i f ng e r p r i n t da t a ba s e i s e s t a b l i s he d. Us i n g t he d e in f e d r e g i o n

基于Zigbee技术的井下人员定位系统的研究

基于Zigbee技术的井下人员定位系统的研究

Zge 是 一种 无线 连接 技术 , 国使 用 的 Zge 备 工 作在 2 4 H ibe 我 i e设 b .G Z频 段 , 这个 频 段 里 分 配 了 l 在 6个 信道 , 多 的信道 提 高 了 Zge 较 i e的可用 性 和灵 活性 。 b
( ) 低 的功耗 和成本 2较
Zge 技 术 在诸 如智 能交 通 、 能 家 电 、 i e b 智 军事 应用 、 环境 监 测 、 医疗 卫 生 、 业控 制 以及 电信 应 用 等领 域 工 都有 着 广泛 的应 用价 值 , 与其 他技 术相 比它 具有 以下 几个 明 显特 点和优 势 j :
( ) 有 灵活 的工 作频 段 1具
子 网的 网关 节 点 汇总信 息后 , 过矿 用光 纤将 信息 传 送到 地面 终端 计算 机 系统 , 通 此传 送方 式 转变 为有 线 。
井上部分 井下部分
zbe 关基 _ 中 ieM g 站)一 继器R (ie ̄ 1 ’zbe] g 关基站
[ 部一 井部 』分 一 一 井 F
可可
则 d 。的系 统修 正 系数 。 为
3 d,
t ×
一 卜√ 1+2+3 ”d“d” d
( 4)
() 5
图 2 原 R S 三 边 测 距 法 示 意 图 SI
图 3 R S 改 进 算 法测 距 示 意 图 SI
第 2期
秦 晓 晶 , : 于 Zg e 技 术 的 井 下 人 员 定 位 系统 的研 究 等 基 i e b






第2 2卷
换 器 作为 数据 传输 和转 换 的 中心 , 信息 处 理等方 面 具有 重要 作用 。井 下设 备 主要 由网关节 点基 站 、 考节 在 参 点 、 位节 点组 成 , 主要 节点 主控 器件 均采 用 C 2 3 。井 下采 用 总线拓 扑结 构 , 定 各 C40 各个 监控 点 都连 到 矿用 光

基于Zigbee技术的线路故障定位系统

基于Zigbee技术的线路故障定位系统
系统能够对线路 的故 障实现准确定位. 关键词 : 故 障定位 ; Z i g b e e 技术 ;电流传感器 中图分类号 :T M 7 5 5; T P 2 1 2 文献标志码 : A 文章编号 :1 0 0 6— 4 7 2 9 ( 2 0 1 3 ) 0 5— 0 4 3 7— 0 3
DO I :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 6— 4 7 2 9 . 2 0 1 3 . 0 5 . 0 0 6
基于 Z i g b e e技 术 的线 路 故 障定 位 系统
应笑冬 , 段 晓雷 , 陈
( 1 . 宁波北仑供 电局 , 浙江 宁波 2 . 上 海电力学院 , 上海

3 1 5 8 0 0 ;
2 0 0 0 9 0 )

要: 设计 了一种基于 Z i g b e e 通信技术 的线路故障定位系统. 该 系统首先利 用电流传感 器对 电路 中的 电流
进行采集 , 并通过 Z i g b e e 技术将测量信 号传 人通信单元 , 然后 通信单元 利用 GP R S系统将 测量信号输 入总控 单元 , 总控单元通过对不 同位置 的电流信号变化进行检测 , 以实 现对故障线路 的定位 . 模拟 试验结 果表 明 , 该
GPRS. Ba s e d o n na a l y z i n g at d a c h a n g e o f d i fe r e n t l o c a i t o n c u r r e n t s e ns o r s, he t f a lt u l o c a io t n i s r e a l i z e d i n he t c o n t r o l u n i t . I t C n a b e s e e n f r o m t h e t e s t i n g r e s lt u s t h a t he t d e v e l o p e d s y s t e m C n a l o c a t e he t f a lt u

基于Zigbee技术的井下人员定位的研究

基于Zigbee技术的井下人员定位的研究

距离小时信 号衰 减的速度 陕, 距离大时 , 信号衰减变得平缓 。
加 权 质 心 法
在质心法 中 ,把与未知节点 相连的所有 已知节点组成 的 多边形的几何质心作为未知节点估 计的位 置 ,即 :
SC40 3 2 4 A作 为中央控 制器 ,使 用 Ln x操作 系统 ,能很 i u
井 下的 协调器 和 路 由器安装 在 指定 位置 组成 Zg e ib e 无 线网络 ,当携带 移动终端 节点的人 员进 入网络覆盖 范围 时 ,终 端节点会 自动从与其相 连的协调器 获得定位所 需要 的 R S 值 和坐 标值 ,然 后计算 出 自己的位 置 ,再将 自身 SI 存储 的信息及 获得的位置 通信息过路 由节点 、协调 器 、交
好的实现协调器功能。 路 由节 点部 分 : 由节 点 以 Tl 司的 C 2 3 路 公 C 4 1芯片
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世 界 电子 元 器 件 2 1 . c.ccnc O 6 ge e 2 .om
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W eih e Ce tod g t d n r i
定位 范围广且精 确 、漏检率 和误码率 低等特点 。可 用来进 作 为无 线收发模块 的核 心 ,它在单个芯片上整 合了 Zg e ib e 行 日常 的人员考勤 和位置查 询以及紧 急情 况和事 故状 况下 射频 ( F 前端 、内存和微控制器 ,和其他外 围电路 一起 实 R ) 的人 员定位 ,有效 的提高煤矿 生产的安全 性及应急救 援的 现路 由功能 。每个节点组 网后都有唯一 的 I D,通信信道 接 工作效率 ,具有一定的先进性和实 用性 。 入方 式采用 C MA C S — A技术 ,有效 的减少帧 的冲突 ,物理 层采用直接序列扩频 ( S S 和频率捷变 F DS) A技术 ,提 高了

基于zigbee的人体探测、身份识别和定位的研究

基于zigbee的人体探测、身份识别和定位的研究
科技信息 人 傩搽 测 、 份 i g a 定 位 硇研 究 身 R gi g
贵 州大 学计 算机科 学与信 息技 术 学 院 唐 利
[ 摘 要] 本文设计 了一种基 于无线传感器网络的人体探 测、 身份识 别和定位 系统一 智能监控 系统 。系统 由传统的红外感应、 微波探 测和 身份识别设备 、 定位 系统共 同组成 , 使用无线龙 2 3 4 1定位模块和 S ~ 0 S 1 1红外线模块搭建 了基于 Zg e iB e协议 的无线传 感器I 网 络 下的人体探 测、 身份识别和定位 系统 的实验环境。通过分析在 同一时间段 内 检测到 的信号来 区分非法入侵与合 法进入 , 并对人 员 进 行 精 确 定 位 。 实验 结果 基 本 验证 了系统 的可 行 性 , 下 一 步 系统 的 研 究 和 开发 打 下 了 坚 实基 础 。 为 [ 关键词 ] 无线传感 器网络 人体探 测 身份识别 定位
1引 言 .
为重 要 的支 撑 技 术 之 一 。
无线传感器网络是 当前在 国际上备受关注的 、知识高度集成的前
沿热点研究领域 。 在军事国防 、 工农业 、 城市管理 、 生物医疗 、 环境监测 、 抢险救灾 、 防恐反恐 、 危险区域远程控制等许多重要领域都有潜在的实 用价值 , 已经引起 了许多 国家学术界和工业界的高度重视 , 被认为是对 2 世纪产生巨大影响力的技术之一 。无线传感器网络就是 由部署在监 1 测 区域内大量的微型传感器节点通过无线通 信形成 的一个多跳的 自组 织 网络系统, 目的是协作地 感知 、 其 采集和处理网络覆盖区域里被 监测 对象的信息 , 并发送给观察 者。 z邸e 技术是一种新 兴的短距 离无线通 信技术 。这个名字来 源于 i e 蜂群使用 的通信方式 , 蜜蜂通过跳 zga 形状的舞蹈来传 达信息 , i g Z 分享 新发现 的食物源 的位置 、 距离和方 向等信息。Z B e i e 技术具有低功耗 、 g 成本低 、 时延短 、 网络容量大 、 可靠 、 安全等特点 。 2基于 z b e的人体探测 、 . ie g 身份识别 和定位 21 体 探 测 .人 传统 的人体探测精度不高 , 有误报漏报现象 。究其原 因, 产生误报 最大的原 因在于现有的探测技术 只能在分辨现场物理量 的变化 ,而并 不具备智能。升级换代也只是提高相应 的灵敏度 , 而并没有提高设备智 能化 的 程 度 。 人 体 探 测 器 (u nbd e c r 安 防 报 警 系 统 的 输 入 部 分 , 用 hma oydt t ) e o是 是 来探测入侵者入侵 时所发生的移动或其它动作的装置。 人体探测器通 常由传感器 Sno 、 es ) r 信号处理器和输出接 口组成 , 简 单 的人体探测器 可以没有信号处理器和输 出接 口。 传感器是一种物理量 的探测 、转换装置。它就像人体探测器的眼 睛、 鼻子 、 耳朵 一样 , 入侵者在实施入侵 时总是 要发出声响 、 动 、 振 阻断 光路 , 对地面或某些物体产生压力 , 破坏原有温度场发出红外光等物理 现象 , 传感器则是利用某些材料对这些 物理 现象的敏感性 而将其感 知 并转换为相应 的电信号和电参量( 电压 、 电流、 电阻 、 电容 等) 。处理器 则 对电信号放 大、 滤波 、 整形后成为有效 的报警信 号。输 出接 口 使人 体探 测器的输 出呈现两种输出状态 ,即警戒状态 为无电位 的常 闭触点 或导 通电阻不大于 10 0 n。报警状态和未加 电时为常闭触点开路或开路 电 阻不小于 1 MQ。 2 . 2身份识别 基 于微功率单 芯片收发 机的多跳 通信 方式 的无线 传感器 网络 技 术, 给身份识别和管理技术注入 了新的强大的活力 。 无线传感器网络较现有远距离 R I FD技术应 用 , 可以提供全新 的解 决 手段 。 () 1无线传感器 网络节点不仅具 有远距离 R I FD的识别 功能 , 而且 具 有 更 大 的 可通 过 无 线 方 式 进 行 调 整 的读 写 识 别 范 围 : 01 到 20 从 .米 0

基于ZigBee的工厂三维定位系统

基于ZigBee的工厂三维定位系统

A t h r e e -d i me n s i o n a l l o c a t i o n s y s t e m f o r f a c t o r y b a s e d o n Z i g Be e
We i Ma o a n , S o n g F u w a n g , S o n g F u j i n
厦豳匿

基于 Z i g B e e的工厂三维定位系统
魏 茂 安 , 宋 富 旺 , 宋 夫 静
( 1 . 青 岛派 科 森 光 电 技 术 股 份 有 限 公 司 , 山东 青 岛 2 6 6 1 1 1 ; 2 . 中国 石油 大 学 ( 华 东 ) 计 算机 与通 信工 程 学 院 , 山东 青 岛 2 6 6 5 8 0; 3 . 兰州 交 通大 学 电子 与信 息 工程 学院 , 甘 肃 兰州 7 3 0 0 7 0 )
n e e d s i n f a c t o r y


Ke y wo r d s: Z i g Be e;r e mo t e t e r mi n a l u n i t ;p a r t i c l e s w a m n o p t i mi z a t i o n;t h r e e - d i me n s i o n a l l o c a t i o n
a c q u i r e t h e p o s i t i o n d a t a o f w o r k e r s ,d e s i g n e d t h e t h r e e — d i me n s i o n a l l o c a t i o n s y s t e m. T h e l o c a l i z a t i o n a l g o i r t h m u s i n g p a r t i c l e s w a mi

基于ZigBee的加权质心定位算法的仿真与实现

基于ZigBee的加权质心定位算法的仿真与实现

改善了节点定位精度 。仿真和实验结果表明 , 这种加权质心算法 可应用 于区域定位 。
关键 词 : 无线传 感器 网络 ; ; 定位 加权质心算法 ; SI RS
中图分 类号 : N 9 T 33
文献标 识码 : A
文 章编 号 :0 4—1 9 (0 0 0 —0 4 0 10 6 9 2 1 ) 1 1 9— 4 计 定位 法 计算 节点 位置 。常用 的测距 技 术有 R — S S ,O T O IT A, D A和 A A , 需 测 距 定 位 算 法 则 不 O 无
ag r h wa r s n e .T i lo t m n lzn h d lo a i wa ep o a ai n ls n h x e me ti l o t m sp e e t d h s ag r h a a y i g t e mo e f d o v rp g t o s a d t e e p r n a i i r o i n
i e e o e n o d rt urh ri sd v l p d i r e of lc lz to c u a y.Th e u to i e r s l ft smulto nd e p rme ti d c t s he ain a x e i n n i ae
Ba e n Zi Be sd o g e
G AO i n ,ZHU ed n Lpe g M i o g,Y ANG n Da
( oeeo nomaina dC m n ai n ier g, ab nier g U i rt,H r n100 , hn ) C lg fr t n o mu i t nE gne n H ri E gne n nv sy ab 50 1 C ia l fI o c o i n i ei i

基于Zigbee的RSSI无线定位算法及实现

基于Zigbee的RSSI无线定位算法及实现

基于Zigbee的RSSI无线定位算法及实现谢乙浩【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2013(000)022【摘要】The application of the fast development of society and the popularity of wireless networks are inseparable,in the wireless network technology,positioning technology is very important.If the location data error is large,the transmission accuracy is again high,also be of noavail.With the development of wireless network,various wireless communication protocol is one one,ZigBee is one of a kind.ZigBee is a standard IEEE802.15.4 communication network protocol based on.This protocol is low complexity,low power consumption,low cost,short time delay,high capacity,license free,high safety and reliability.And can be embedded in various corresponding equipment.This paper is based on the technology,research and implementation of wireless location technology.%当今社会快速的发展与无线网络的应用普及密不可分,在无线网络的技术中,定位技术显得尤为重要。

ZigBee无线定位详解

ZigBee无线定位详解

ZigBee协议栈体系图
• ZigBee网络设备类型
ZigBee网络系统共有三种逻辑设备类型: 1. 协调器:该设备初始化一个ZigBee无线网络。 2. 路由器:允许其他设备加入网络、多跳路由和辅
助它的电 池供电的子终端设备通信。 3. 终端设备:可以有选择的进行休眠和唤醒。
• ZigBee网络拓扑
• 软件平台:采用IAR Systems公司的IAR Embedded Workbench(简称EW)
• 基于RSSI的定位算法:Pr(dBm)=A-10nlgr,A可 以看作信号传输lm远时接收 信号的功率,n是传播因子
• 定位系统框架
无线传感器网络实现定位功能的设备由协调器 (Location_dongle)、参考节点(Loeation_refnode)、 定位节点 (Loeation_blindnode)三部分组成。
误差 38.1% 26.9% 11.2% 25.0% 25.5% 11.2% 7.1% 5.0% 7.1%
• 增加参考节点采集次数后定位效果
实际坐标 2.5,0 0,2.5 2.5,5 5,2.5 2.5,2.5
测量坐标 2.5,0.25 0.25,2.25 2.25,4.5 5.25,2.0 2.25,2.5
2.为了检验定位精度与网络中参考节点的数目之 间的关系,可以在以后的测试中增加更多的参 考节点。
3.温度采集模块可以采用外接温度传感器,得到 的温度值会更准确。
谢谢各位老师!
ZigBee协议栈
• 协议栈概述
ZigBee协议栈的是由物理层(PHY)、媒体访 问控制层(MAC)、网络层(NWK)和应用层(APL) 组成的。其中,PHY层和MAC层协议由IEEE 802.15.4定义,网络层和应用层的协议由 ZigBee联盟定义。而应用层又包含应用支持子层 (APS)、应用框架(AF)、ZigBee设备对象(ZDO) 和由制造商制定的应用对象。
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3.4 TDOA算法仿真我们取节点总数为100个,已知节点为20个,通信半径为60米,边界长宽均为100米,已知节点坐标和未知节点坐标均随机产生,定位结果如下:绝对误差3.3225e-13米,相对误差 5.5376e-13%,均接近于0(盲节点的定位误差视为0),所有节点均可被定位且它们的定位误差几乎为0。

因为将盲节点的定位误差视为0,则此TDOA定位算法的误差来源于计算过程中的小数位数的取舍,这样的误差是十分小的与接近于0的运算结果相符。

注:≈0表示接近于0(远小于1)。

绝对误差:定位出的未知节点的坐标与实际坐标相差的距离值平均绝对误差:N次运算绝对误差的均值相对误差:绝对误差与节点通信半径的比平均绝对误差:N次运算相对误差的均值平均盲节点比例:盲节点总数占总未知节点数的比例将不能被定位的节点的估计位置全置为(0,0)图XX.基于TDOA算法的定位仿真结果图XX.基于TDOA算法的定位仿真定位出来的每个未知节点的对误差同样的因为已知节点和未知节点坐标均为随机产生,所以定位结果的误差也具有随机性,因此保持上述条件不变做多次运算求定位误差的平均值则可以表示在上述条件下定位的一般误差水平1次10次20次40次50次100次200次300次500次800次平均绝对误差(米)≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0平均相对误差(%)≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0平均盲节比例(%)0 0 0.062500.031250.050000.037500.068750.087500.077500.13000表XX.多次运算后的平均绝对误差、平均相对误差、平均盲节比例从上表中我们可以看出,随着定位次数的增加平均绝对误差和平均相对误差一直是远小于1的,而平均盲节比例处于不稳定状态,因此我们选择做100次定位运算作为定位运算的代表值。

由于定位算法的原理导致了在已知节点通信半径外的未知节点间不能通信,所以会出现无法定位的盲节点,盲节点的出现还与网络的拓扑结构有关。

下面我们来计算不同通信半径100次定位的平均相对误差和平均绝对误差以及平均盲节点比例。

15米20米25米30米35米40米45米50米55米≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0平均绝对误差(米)平均≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0相对误差(%)87.34 65.50 39.09 21.56 10.35 6.33 2.34 1.25 0.37 平均盲节比例(%)60米65米70米75米80米85米90米95米100米≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0平均绝对误差(米)≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0平均相对误差(%)平均0.01 0.25 0 0 0 0 0 0 0盲节比例(%)表XX.不同通信半径100次定位的平均相对误差和平均绝对误差以及平均盲节点比例由上表仿真数据我们可以看到,在已知节点比例、节点总数和定位范围一定时随着节点通信半径的增大平均盲节点的比例逐渐下降(平均绝对误差和平均相对误差一直都远小于1),当通信半径达到一个临界值时(本次仿真此临界值为70米,临界值与已知节点比例、节点总数和定位范围等因素有关)可以消除盲节点。

下面我们研究在通信半径一定(60米)总节点数一定(100个)时不同已知节点比例的情况(已知节点比例不同时100次定位的平均相对误差和绝对误差),因为已知平均绝对误差与平均相对误差不受上述因素影响,因此只研究平均盲节点比例的变化。

10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%4.06 0.075 0 0 0 0 0 0 0 0 平均盲节点比例(%)表XX.在通信半径一定、总节点数一定时不同已知节点比例的情况下平均盲节点比例由上述表分析可知,TDOA定位算法的精度较高,但会存在盲节点,为了消除盲节点就要用增加已知节点比例、优化网络拓扑结构、增大节点通信距离等多种方法,这增加了组网的难度和组网的费用,而且在复杂环境下TDOA定位的使用会受到很大影响。

在这里提出两种改进算法:1、多次定位(本论文只研究二次定位):首先,我们对能够定位的未知节点进行定位并记录不能定位的节点,然后我们将前一次定位得到的未知节点作为已知节点,与开始时的已知节点一起为剩下的未知节点的定位提供服务,这样在下一次定位时未知节点的比例就降低了,已知节点的覆盖范围也会增大,因此有可能把此前无法定位的未知节点定位出来。

上述步骤可以重复多次,以降低无法定位的未知节点数。

2、人工布置已知节点位置:通过人工对已知节点进行均匀化(因为仿真时未知节点是随机分布的,因此对已知节点进行均匀布置)或者根据实际定位需求对某些区域进行优化,这样可以降低定位误差。

多次定位(本文研究的是二次定位)仿真:定位范围为100米×100米,总节点数为100个,已知节点数为40个,通信半径为20米,定位次数为2次。

图XX.一次定位结果图XX.二次定位结果注:指向原点的为不能定位的未知节点。

图XX.二次定位未知节点误差仿真结果如下:1、一次定位平均绝对误差≈0,一次定位平均相对误差≈0,一次定位出的未知节点数为52个,为定位出的节点数为8个。

2、二次定位平均绝对误差为3.0821米,二次定位平均相对误差15.41%,二次定位出的未知节点数为4个,为定位出的节点数为4个。

由仿真结果可以确定,多次定位算法可以降低无线传感器定位网络中的盲节点数。

3.5 DV-hop算法仿真仿真算法实现:系统随机产生100个横纵坐标值均在100内的点存于矩阵中,前20个点作为已知节点后80个点作为未知节点,将已知节点和未知节点显示到图Figure 1中。

计算任意两两节点间的距离存于矩阵中,计算已知节点间的最小跳数存于矩阵中,利用已知的已知节点间的距离和最小跳数信息计算各已知节点的校正值,未知节点从最近的已知节点获得校正值并计算得到三个距离此未知节点最近的已知节点的估计距离,而与距离相对应的已知节点的坐标值是已知的,使用最小二乘法求解未知节点的估计坐标,并将此估计位置显示在实际位置图Figure 1中(对无法被定位的未知节点数目进行计数,并将其估计位置设置为(0,0))。

计算相应估计位置与实际位置的相对误差,显示在图Figure 2中。

计算平均绝对误差以及平均相对误差。

我们取节点总数为100个,已知节点为20个,通信半径为60米,定位边界长宽均为100米,已知节点坐标和未知节点坐标均随机产生,定位结果如下:此时的定位绝对误差为16.1876米,相对误差为26.98%图XX.DV-Hop定位算法仿真结果图XX.DV-Hop定位算法定位出的每个未知节点坐标误差因为已知节点和未知节点坐标均为随机产生,所以定位结果的误差也具有随机性,因此保持上述条件不变做多次运算求定位误差的平均值则可以表示在上述条件下定位的一般误差水平。

1次10次20次40次50次100次200次16.1876 15.1635 15.6828 16.0929 15.7145 15.5690 15.4994 平均绝对误差26.98% 25.27% 26.14% 26.82% 26.19% 25.95% 25.83% 平均相对误差表XX.做多次运算时的平均绝对误差与平均相对误差由上表可以看出在运算多次后相对误差基本稳定在26%左右,取运算次数为100次。

图XX.通信半径与绝对错误率及相对错误率的关系上图为通信半径与绝对错误率(米)及相对错误率(%)的关系图(一次随机结果)。

下面我们来计算不同通信半径100次定位的平均相对误差和绝对误差15米20米25米30米35米40米45米50米55米平均绝对误差(米)NaN NaN NaN 9.271910.392211.318212.607314.228415.3184平均相对误差(%)NaN NaN NaN 30.91 29.69 28.30 28.02 28.46 27.8560米65米70米75米80米85米90米95米100米平均绝对误差(米)15.656416.597717.398919.505721.70024.643727.944131.273633.6785平均相对误差26.09 25.53 24.86 26.01 27.13 28.99 31.05 32.92 33.68(%)表XX.不同通信半径100次定位的平均相对误差和平均绝对误差注:NaN表示有未知节点在规定的范围内无法被定位,没有NaN的也不一定保证所有的未知节点都能被定位。

由上表可知在已知节点密度(比例)一定时,由于节点通信半径过小造成未知节点无法与3个以上的已知节点直接或间接得进行通信,因此会出现一些未知节点不能被定位的情况。

而随着通信半径的增大平均相对误差逐渐减小,但是当通信半径过大时平均相对误差又会升高,这是因为通信半径过大时以直线距离代替曲线距离所造成的误差影响变大。

下面我们研究在通信半径一定(60米)总节点数一定(100个)时不同已知节点比例的情况(已知节点比例不同时100次定位的平均相对误差和绝对误差)10 20 30 40 50 60 70 80 90 100平均绝对误差(米)18.038715.605115.184714.812614.884814.813814.873414.384814.3319平均相对误差(%)30.06 26.01 25.31 24.69 24.81 24.69 24.79 23.97 23.89 0表XX.通信半径一定、总节点数一定时不同已知节点比例的情况下平均绝对误差和平均相对误差由上表可知随着已知节点比例的增大误差总体趋势是不断减小,但是节点比例在大于40%以后误差减小不明显。

通过分析上面的仿真结果我们可以发现,基于DV-Hop的定位算法在通信半径过小、已知节点比例过小以及拓扑不均匀时都会出现定位误差较大甚至有些未知节点无法定位的情况。

在这里提出一种改进算法:人工布置已知节点位置:通过人工对已知节点进行均匀化(因为仿真时未知节点是随机分布的,因此对已知节点进行均匀布置)或者根据实际定位需求对某些区域进行优化,这样可以降低定位误差。

仿真结果:10 20 30 40 50平均绝对误差(米)14.652015.037714.724914.631415.3159平均相对误差(%)24.42 25.06 24.54 24.39 25.53表XX.通信半径一定、总节点数一定时不同已知节点比例的情况下平均绝对误差和平均相对误差上表数据与表XX比较可以看出,当已知节点比例较低时人工布置已知节点对降低误差有一定效果,但是随已知节点比例上升人工布置已知节点效果很差。

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