基于优先节点定位和人工鱼群优化的dv-hop算法研究

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1、硕士学位论文基于优先节点定位和人工鱼群优化的DV-Hop算法研究ResearchonDV-HopAlgorithmBasedonPriorityNodeLocalizationandArtificialFishSwarmAlgotithmOptimization作者：王浩导师：陈世海讲师中国矿业大学二○一六年五月中图分类号TN92学校代码10290UDC密级公开中国矿业大学硕士学位论文基于优先节点定位和人工鱼群优化的DV-Hop改进算法研究ResearchonDV-HopAlgorithmBased

2、onPriorityNodeLocalizationandArtificialFishSwarmAlgotithmOptimization作者王浩导师陈世海申请学位工学硕士培养单位信电学院学科专业信息与通信工程研究方向无线传感器网络答辩委员会主席华钢评阅人二○一六年五月论文审阅认定书研究生在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请

3、论文送专家评审。导师签字：年月日致谢不知不觉三年的研究生时光马上就要过去了，回想起当年收到研究生录取通知书的兴奋，到现在即将走向工作岗位的期待，感觉这三年在我身上发生了很多的变化。在读研的这三年，我学到了很多知识，结交了许多朋友，在实验室里和师兄师弟搞科研是非常快乐的一件事情。每次向导师汇报工作项目进度怕被导师批评的忐忑心情，到研制的产品通过了煤科院的审核时兴奋的心情，研究生三年的学习时光让我感受颇多。感谢我的导师陈世海，这三年老师不仅手把手的教了我很多知识，很多知识都是在书本上学不到的，同时教了我

4、许多做人的道理，让我受益匪浅。师从三载，受益终身，在这三年里，学生每一分的成长都渗透着导师的心血和智慧。我和老师之间的关系不仅是师生关系，也是朋友关系，值此论文完成之际，向老师致以深深的敬意和真诚的感谢！感谢我的父母，从我出生到读研究生，我的父母为我付出了很多很多，不管穷与累，一直支持我的学业，尤其是读研的这三年，承受了很多的压力，感谢父母对我的养育之恩和学业的支持。感谢宿舍舍友侯驰骋、吴奇、叶俊锋，很高兴能认识你们，和你们在一起的日子很快乐。感谢实验室师兄张庆学博士、师弟王献伟和王帅硕士，和你们搞

5、科研的时光很美好。最后，衷心地感谢为评阅本论文而付出宝贵时间和辛勤劳动的专家和教授们！谨以此文，表达我无限的感激。摘要无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN）具有自组能力强、分布广的特点，因此有广泛的应用。无线传感器网络首先应用在军事领域，后来逐渐扩大到民用领域，无线传感器网络广泛使用增强了人们获取信息的能力。定位技术是无线传感器网络的关键技术之一，目前较为常用的定位技术主要分为两类：基于测距的定位技术和基于非测距的定位技术。本文以基于非测距定位技术中的DV-Hop算法为

6、研究对象。DV-Hop算法定位成本低，计算简单，应用广泛。但是该算法也存在定位不精确等问题，因此本文针对DV-Hop算法存在的问题，采用优先节点定位和人工鱼群算法对DV-Hop算法进行改进，从以下三个方面对算法进行改进；（1）优先节点定位。本文将锚节点的通信半径细化，锚节点有3个通信半径—R/3、2R/3和R，根据跳数和通信半径的关系，估算在锚节点通信半径R内的未知节点到锚节点的距离，然后对满足条件的未知节点进行优先定位，然后升级为锚节点，不满足优先节点定位的未知节点进行后续定位。将锚节点通信半径细

7、化为3个通信半径，不仅可以减小跳数误差，而且可以减小未知节点到锚节点的距离误差。（2）采用加权赋值方法修正平均跳距。针对锚节点平均跳距不能真实反映实际跳距的问题，本文采用加权方式求出加权系数，对每一个锚节点赋予不同的权值，同时未知节点只选取距离其最近的三个锚节点作为参考锚节点。通过对平均跳距进行修正，能够得到较为精确的跳距值。（3）采用改进的人工鱼群算法修正未知节点坐标。针对计算节点坐标精度存在误差的问题，本文采用人工鱼群算法对定位进行优化，同时对人工鱼群算法进行改进。将人工鱼群算法进行分段，淘汰掉

8、在食物浓度低的人工鱼，提高收敛速度；动态修正人工鱼群参数，同时对随机行为进行修正，防止人工鱼盲目做出随机行为。通过对人工鱼群算法的改进，有利于提高收敛速度，寻找到全局最优解，提高定位精度。本文使用Matlab对改进的算法进行仿真，与DV-Hop算法和已有的改进算法进行比较，验证改进算法的可行性，分析仿真结果。通过仿真结果，改进的算法在定位精度有不同程度的提高。该论文有图40幅，表4个，参考文献76篇。关键词：无线传感器；DV-Hop；优先节点定位；人工鱼群IAbstr