基于时间同步的WSNs声音定位系统研究

研究了基于时间同步的声音定位测距TDOA算法,TDOA算法的定位精度精准性取决于测量时间差,如果测量时间值误差过大,根据估计距离得到的TDOA算法得到的距离误差很大.详细介绍了无线传感器网络定位算法以及基于到达时间差的延时估计定位方法,通过实验论证,解决了由于测量时间差存在误差造成定位误差偏大的问题.为无线传感器网络定位技术的发展奠定了理论基础.     

无线传感器网络中三边定位的聚类分析改进算法

为提高无线传感器网络(WSN)节点定位精度,本文提出一种基于RSSI三边定位聚类改进算法。该算法基于RSSI向量在三边测量定位的结果中引入聚类优化算法,最后得到未知节点的定位结果。数据表明,该算法在无线传感器网络未知节点的定位中定位精度和定位误差都有改进。     

基于距离和角度信息的无线传感器网络定位算法

提出一种基于距离和信号到达角信息的无线传感器网络节点自身定位算法.在所有节点的坐标轴方向都是未知的假定下,用信号到达角信息来计算信号到达角度差,然后将定位问题转化为一个凸集优化问题,节点间的几何关系也相应地转化成为线性或二次约束条件.当距离和角度测量值足够精确时,该算法是一个线性规划问题.考虑测量误差时,通过引入辅助变量,该算法可以转化为二次规划问题.通过仿真分析证明了该定位算法的有效性,并对距离和角度误差量对定位精度的影响进行了定量分析.仿真结果表明,在距离和角度误差为5%的时候,该定位算法可以满足定位精度要求.     

粒子滤波在电子航标节点跟踪中的应用

提出一种高斯粒子滤波求解基于RSSI测距定位的无线传感器网络电子航标节点定位的非线性方程组算法.该算法在每次递推产生新的粒子时充分考虑了当前时刻的量测,使得该算法能很好地利用最新的量测信息.仿真结果表明该算法的节点估计均方误差在3 m以内.可见,它在解决非线性机动目标跟踪问题时有比较好的跟踪性能和滤波结果.     

一种改进的RSSI定位算法研究

目的研究一种基于无线传感器网络的城市公交车站牌的定位算法,能够解决曲线道路的定位问题,提高定位精度。方法以RSSI测距算法为基础,提出一种改进的RSSI定位算法,该算法利用曲线道路弯道之间的夹角,结合三角形定理,计算得到公交车辆与站牌之间的距离。结果在曲线道路定位时,仿真数据表明,改进的RSSI定位算法在不增加成本、通信功耗的情况下,相较于RSSI测距算法,定位精度有所提高,定位误差有所降低。结论本算法具有更好的定位性能,可用于各种道路的公交车辆定位。     

一种利用统计中值的加权RSSI定位算法

RSSI是无线传感器网络定位中最为常用的测距技术之一.传感器节点一般部署在复杂的环境中,故在获取的RSSI信号序列中可能同时存在随机误差和粗差,利用常用的算法难以消除混合误差对RSSI统计数据的影响.在分析误差特征的基础上,提出了一种基于统计中值的加权定位算法.算法在去除粗差的同时,能一定程度的平滑随机误差.算法提高了定位的精度,且提高了节点的覆盖率.仿真结果表明算法有较高的定位精度和覆盖率.     

基于无线传感器网络的奶牛养殖管理定位系统

奶牛养殖管理定位系统在无线传感器网络的监测范围内布置非常多的传感器节点来收集周围的环境信息,并将收集到的信息处理后发送出去。该研究在分析RSSI测距误差影响因素和RSSI测距均值校正的基础上,提出了基于RSSI均值校正的三边测量定位优化算法,并进行了Matlab仿真试验。最后将此改进算法应用于奶牛健康监测和定位系统的设计,结果完全满足奶牛健康状况监测和定位要求。     

林业环境监测中无线传感网信号传播特性

基于无线信号衰减模型,分别研究了433 MHz和2.4 GHz频段的无线传感器网络信号在密林、疏林、林间小路和草坪4种不同环境下的信号接收强度与信号频率、环境因素以及通讯距离之间的关系.通过自制的GreenLab节点实地测量4种环境下的信号接收强度,使用对数距离衰减模型对试验数据进行拟合,得到4种环境下两频段信号的衰减指数为1.676～2.735.对模型进行回归分析,得出所有环境中信号接收强度值与距离之间的关系均符合对数距离衰减模型,拟合优度为0.904～0.956.通过对测量数据与模型之间的残差值和均方根值的分析,得出两种频段的无线传感器网络信号在不同环境中衰减的特点,可为林区无线传感器网络组网与部署提供参考.     

基于护林防火的无线传感器网络路由协议研究

近年来随着我国森林面积的逐步扩大,对于森林的保护,也成为国家和社会关注的重点。加强森林防火工作是林业问题中的重中之重。针对护林防火监测中的问题,传感器网络提供了很好的解决方案。在本文中,阐述了1种应用于护林防火的改进的无线传感器网络算法,该算法是基于LEACH算法的改进算法,称为LEACH-HD。该算法通过推导一阶无线能量模型,得到最佳簇首数目,通过加入节点的剩余能量因子和节点与主机节点的平均距离因子,改进簇首节点的选择方式。仿真结果表明,LEACH-HD算法能够提升节点的存活时间,数据接收量,降低网络能耗。     

无线传感器网络改进质心算法的节点自定位

节点自定位是无线传感器网络的关键技术之一。在对距离无关的定位机制质心算法研究的基础上,采用极大似然估计法,估算信标节点与未知节点间的距离,以距离作约束降低误差值,从而提高定位的精度。通过MATLAB仿真。结果表明算法能够有效提高定位精度。     

木材干燥窑内温度检测的自适应加权融合方法研究

[目的]研究木材干燥窑内多点温度数据处理方法.[方法]在数据融合的基础上提出基于多传感器自适应加权两级融合估计方法.该算法在不知道传感器测量数据先验概率分布知识的条件下,可以从含有噪声的测量数据中得到被估计量的最小均方误差估计.[结果]将自适应加权两级融合方法应用在木材干燥窑温度检测系统中,有效提高了干燥窑内温度的检测精度,优于通常检测窑内温度时采用算术平均值的方法.[结论]该算法实时性好,只依靠当前的测量数据就可以融合估计出总均方误差最小的估计值,对研究数据融合技术和木材干燥工艺具有重要的意义.     

基于改进四边测距算法的智慧农业无线传感器精确定位

为提高智慧农业中无线传感器目标定位的精度,采用改进四边测距算法。首先通过4个查询节点坐标构造与信标节点坐标的线性方程,为兼顾定位区域其他信标节点定位误差,对信标节点的坐标误差求均值;随后未知节点到信标节点的距离采用牛顿迭代求精;最后对邻居位置相对不集中的节点进行排除,并且给出了算法流程。试验仿真显示,在信标节点比例增加的情况下,该算法比其他算法的定位误差下降速度快,定位误差与其他算法间隔比较大,而且变化幅度较小,定位性能趋于稳定。     

基于无线传感器网络的农田信息采集系统的研究

针对农田种植区域广、数据采集量大、信息实时传输难的特点,设计了基于无线传感器网络的农田信息采集系统,构建了一个切实可行的农田信息无线传感网络系统,解决了节点定位、路由协议应用等问题.该系统能够在实际生产过程中减少人力操作和人工测量的误差,降低农业生产的成本,并可以最大程度地实现农田信息自动精确的实时采集、汇聚和传输,农...     

无线传感器网络LEACH协议的改进及仿真

随着网络的发展,无线传感器网络逐渐被应用于社会的各个方面。鉴于无线传感器具有能量有限性的特点,从硬件方面进行改进有一定的难度,所以就引出了无线传感器网络的路由协议,找到一个好的路由算法来延长无线传感器网络的生命周期。本文介绍了最典型的分簇路由协议LEACH协议及在LEACH路由协议算法缺点的基础上进行了改进的算法LEACH-C协议算法。从对两种路由协议的仿真结果来看,改进后的算法能够使各传感器节点的能量得到均衡,网络的负荷也相应得到了均衡,从而延长网络的生命周期。     

基于改进蚁群算法的智慧农业无线传感器网络路由优化研究

为了提高智慧农业无线传感器网络路由的生存时间,节点能量消耗相对均衡,采用改进蚁群算法。首先建立无线传感器网络模型和约束条件;接着通过消耗能量预测节点传输能力,剩余能量、过载区域以及覆盖冗余度构成适应度函数;然后改进蚁群算法,包括基于最佳路径的目标函数值信息素分配策略,二点交叉算子对信息素分配策略对应的任意2个网络节点序列进行优化;最后给出无线传感器网络路由优化流程。试验仿真显示本研究算法使无线传感器网络路由的节点间剩余能量差异性最小,网络生存时间较长,不同节点数接收数据包平均剩余能量较多。     

基于超球粒计算的无线传感器网络节点定位算法

本文提出了一种基于超球粒计算的节点定位算法,超球粒计算一次扫描训练集即能完成训练过程,具有快速的训练特点,适合无线传感器网络的节点定位问题。首先,依据无线传感器节点的位置的相关参数信息,构建出多输入、多输出问题的训练集,其次,通过网格化方法划分定位区域,把原始训练集转化为多输入、单输出的分类问题的训练集,最后由超球粒计算算法完成扫描训练,从而得到有关参数,并估算未知节点的位置。实验仿真结果表明提出的算法取得较好的定位精度。     

一种能量有效的无线传感网络节点跟踪算法

针对无线传感网络能量有限的特点,提出了一种能有效节约能量的节点跟踪算法.算法首先采用无迹粒子滤波算法(UPF)及后验卡尔曼滤波获得当前时刻节点状态估计,并采用高斯混合模型拟合当前状态,然后将此模型参数传递给下一个传感器节点,下一个传感器节点再利用这些参数更新后验分布,估计下一时刻的节点状态.这样可以减少网络间的通讯负荷、节约传感器节点能量.仿真实验表明,在同时考虑定位精度和能量消耗上,本文算法具有很好的性能.     

基于改进RSSI算法的无线传感器室内定位研究

目的 由于RSSI定位偏离实际值比较大,为提高无线传感器网络室内定位效果,提出改进RSSI算法。方法 混合高斯模型将观测数据分解为若干个表示正态分布的高斯概率密度函数,通过降低部分随机性干扰来增强定位的精确性。定位区域内划分若干个定位三角形,计算出每个三角形的RSSI值,再取平均值获得定位区域RSSI值。加权改进质心定位算法的修正权值不但和定位三角形的边长有关,而且还与角度有关,未知节点与信标节点较近,相应的三角形在定位结果中具有较大的决策权。结果 实验仿真显示算法的滤波性能更稳定,相比RSSIRMDT、ADERSSI、MRSSI算法归一化定位误差值较小,归一化定位误差随信标节点通信半径、信标节点数变化方面较优。结论 实现了对无线传感器室内精确定位。     

基于数据融合算法的土壤环境监测系统设计

利用Zig Bee技术和GPRS技术相结合的方式,构建农田环境监控系统的总体结构,系统利用Zig Bee无线传感器网络采集土壤环境数据。为解决多传感器监测数据融合精度低的问题,提出了一种改进型的分批估计自适应加权融合算法,首先对单个传感节点一段时间内所采集的数据根据容许函数的阈值剔除误差较大的数据,然后对该传感器的数据进行分批估计得出该节点某一段时间内的最优估计值,得到该区域所有传感节点最优估计值后,依据权值最优分配原则对每组传感器数据进行组内自适应加权融合,从而计算得到该时刻土壤的环境精确值。试验验证了系统采集到的数据准确可靠,改进算法数据融合易于实现,融合值相对误差值更低,稳健性更好。     

基于无线传感器网络的山地柑橘园灌溉控制系统设计与试验

为了科学合理地制定灌溉计划、解决农业生产粗犷用水的问题,以STM32C8T6单片机作为主控单元,结合土壤水分传感器、空气温湿度传感器、电磁阀及驱动电路组成无线传感器网络节点,设计基于无线传感器网络的山地柑橘园灌溉控制系统,实现柑橘园的土壤湿度监测和精准灌溉,达到农业生产节约用水的目的。田间试验结果表明,在节点通信距离平均为203 m时,系统的合计丢包率为0.09%,空气温度数据采集误差低于6%,空气湿度数据采集误差低于4%,土壤湿度采集误差低于6%,电磁阀节点平均响应时间为6.7 s。