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基于约束粒子群优化的无线传感器网络节点定位算法

作　者: 何金胜
导　师: 欧阳丹彤
学　校: 吉林大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 无线传感器网络节点定位粒子群优化约束优化
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

节点定位是无线传感网络的关键技术。当测出与两个锚节点的AOA测量值可以使用三角测量法,测出三个与锚节点距离后可使用三边测量法,多于三个则可使用极大似然估计法来计算。然而三角测量法和三边测量法只利用了两个或三个锚节点,定位误差较大。极大似然估计法通过多个锚节点来定位一个未知节点,但是如果指定的锚节点测距误差很大,则最终结果误差很大。针对传统定位计算方法的不足,本文提出一种基于约束粒子群优化(Constraint Particle Swarm Optimization, CPSO)的节点定位算法,通过把节点定位问题转换成约束优化问题,再运用粒子群优化算法进行求解。仿真实验说明,基于CPSO的节点定位方法与极大似然估计法相比,在不同测距误差、不同测距半径、不同锚节点数、不同节点数都有更好的效果。这说明基于CPSO的定位算法具有更强的抗误差性、更好的收敛性和更少的硬件设备投入等优点,并且在节点稀疏的网络中定位效果也更优越。

全文目录

提要  4-5
摘要  5-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-15
  1.1 研究背景及意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-13
  1.3 本文的主要工作  13-15
第2章 WSN节点定位  15-23
  2.1 基本原理  15-18
    2.1.1 概念介绍  15-16
    2.1.2 节点定位计算方法  16-18
  2.2 典型的节点定位算法介绍  18-21
    2.2.1 距离无关定位算法  18-20
    2.2.2 距离相关定位算法  20-21
  2.3 对各种定位算法的评价和对比  21-23
第3章粒子群优化算法及其改进  23-34
  3.1 粒子群优化算法简介  23-25
    3.1.1 算法的流程  24
    3.1.2 算法参数的选取  24-25
  3.2 粒子群优化算法的研究现状  25-27
  3.3 改进的耗散粒子群优化算法  27-29
  3.4 仿真实验和结果分析  29-34
    3.4.1 实验描述  29-31
    3.4.2 IDPSO的实验  31-33
    3.4.3 实验总结  33-34
第4章基于约束粒子群优化的WSN节点定位  34-47
  4.1 问题的转化  34-35
  4.2 粒子群算法求解约束优化  35-38
    4.2.1 基于双适应值的求解  36-37
    4.2.2 基于惩罚函数的求解  37-38
    4.2.3 两种求解方法的评价和对比  38
  4.3 基于CPSO的节点定位  38-42
    4.3.1 双适应值方法  39-41
    4.3.2 惩罚函数方法  41-42
  4.4 仿真实验及结果分析  42-47
    4.4.1 实验描述  42-43
    4.4.2 基于CPSO的节点定位的实验  43-46
    4.4.3 实验总结  46-47
第5章总结与展望  47-48
参考文献  48-51
作者简介及在学期间所取得的科研成果  51-52
致谢  52

基于约束粒子群优化的无线传感器网络节点定位算法

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