基于虚拟力的无线传感器与执行器网络测距定位算法

doi:10.11772/j.issn.1001-9081.2014.10.2777

计算机应用 ›› 2014, Vol. 34 ›› Issue (10): 2777-2781.DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.10.2777

基于虚拟力的无线传感器与执行器网络测距定位算法

王浩云,王珂,李多,张茂林,徐焕良

南京农业大学信息科技学院，南京 210095

收稿日期:2014-05-07 修回日期:2014-06-10 出版日期:2014-10-01 发布日期:2014-10-30
通讯作者: 王浩云
作者简介:王浩云（1981-），男，安徽马鞍山人，讲师，博士，CCF会员，主要研究方向：P2P网络、物联网、信息物理系统相关协议和机制优化设计；王珂（1990-），女，河南郑州人，硕士研究生，主要研究方向：物联网；李多（1989-），女，吉林白城人，硕士研究生，主要研究方向：信息物理系统建模；张茂林（1994-），男，河南濮阳人，主要研究方向：信息物理系统建模；徐焕良（1963-），男，江苏盐城人，教授，博士，主要研究方向：物联网关键技术。
基金资助:
国家科技部重大科技支撑计划项目;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目;江苏省工业和信息产业转型升级专项引导资金资助项目

Range-based localization algorithm with virtual force in wireless sensor and actor network

WANG Haoyun,WANG Ke,LI Duo,ZHANG Maolin,XU Huanliang

College of Information Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing Jiangsu 210095, China

Received:2014-05-07 Revised:2014-06-10 Online:2014-10-01 Published:2014-10-30
Contact: WANG Haoyun

摘要/Abstract

摘要：

针对无线传感器与执行器网络(WSAN)的传感器节点定位问题，提出了一种基于虚拟力的无线传感器与执行器网络测距定位算法，使用移动的执行器节点替代传统无线传感器网络(WSN)定位算法中的锚节点，并将虚拟力模型引入基于信号到达时间(TOA)的定位算法。该算法在利用虚拟力驱动执行器节点逼近提出定位请求的传感器节点的同时，根据信号传输时间计算节点间的距离完成节点定位。仿真结果表明，提出的定位算法使得节点定位成功率提高20%左右，平均定位时间以及定位开销均小于传统TOA算法，适用于实时性要求高、执行器节点数量较少的场合。

Abstract:

To solve the sensor node localization problem of Wireless Sensor and Actor Network (WSAN), a range-based localization algorithm with virtual force in WSAN was proposed in this paper, in which mobile actor nodes were used instead of Wireless Sensor Network (WSN) anchors for localization algorithm, and Time Of Arrival (TOA) was combined with virtual force. In this algorithm, the actor nodes were driven under the action of virtual force and made themself move close to the sensor node which sent location request, and node localization was completed by the calculation of the distance between nodes according to the signal transmission time. The simulation results show that the localization success rate of the proposed algorithm can be improved by 20% and the average localization time and cost are less than the traditional TOA algorithm. It can apply to real-time field with small number of actor nodes.

中图分类号:

TP393.027

王浩云王珂李多张茂林徐焕良. 基于虚拟力的无线传感器与执行器网络测距定位算法[J]. 计算机应用, 2014, 34(10): 2777-2781.

WANG Haoyun WANG Ke LI Duo ZHANG Maolin XU Huanliang. Range-based localization algorithm with virtual force in wireless sensor and actor network[J]. Journal of Computer Applications, 2014, 34(10): 2777-2781.

参考文献

［1］LANG W. The study of wireless sensor and actor networks (WSAN) ［J］. Data Communication, 2011(3):9-13.（郎为民.无线传感器与执行器网络 (WSAN) 研究［J］.数据通信,2011(3):9-13.）
［2］QIU Y, ZHAO C, DAI G, et al.Research on localization technology for wireless sensor networks ［J］ . Computer Science, 2008,35(5):47-50.(邱岩，赵冲冲，戴桂兰，等.无线传感器网络定位技术研究［J］.计算机科学，2008,35(5):47-50.)［3］MA J, ZHONG Y, ZHANG S. ServLoc: secure location service for wireless sensor and actuator network ［J］. Journal of Software, 2008,19(10):2628-2637.(马建庆,钟亦平,张世永.ServLoc:无线传感反应网络的安全位置服务机制［J］.软件学报，2008，19(10)：2628-2637.)
［4］ZOU Y. A design of improved RSSI-based localization node of wireless sensor networks ［D］. Shanghai: East China University of Science and Technology, 2013.(邹一凡.一种基于RSSI定位的改进型无线传感器节点设计［D］.上海：华东理工大学，2013.)
［5］PENG Y, WANG D. A review: wireless sensor networks localization ［J］. Journal of Electronic Measurement and Instrument, 2011,25(5):389-396.(彭宇,王丹.无线传感器网络定位技术综述［J］.电子测量与仪器学报，2011，25(5)：389-396.)
［6］XU H, LI D, REN S, et al.Research on node localization algorithm based on square area in wireless sensor and actor network ［J］. Computer Science, 2013,40(10):77-82.（徐焕良，李多，任守纲，等.基于正方形区域的 WSAN 节点定位算法的研究［J］.计算机科学,2013,40(10):77-82.）
［7］HAN P, GAO C, YANG M, et al.ECLS: an efficient cooperative localization scheme for wireless sensor and actor networks［C］// Proceedings of the 2005 5th International Conference on Computer and Information Technology. Piscataway: IEEE Press, 2005:396-400.
［8］GHIDINI G, PINOTTI C M, DAS S K. A semi-distributed localization protocol for wireless sensor and actor networks ［C］// Proceedings of the 2010 8th IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops. Piscataway: IEEE Press, 2010:438-443.
［9］AKBAS M I, BRUST M R, TURGUT D. Local positioning for environmental monitoring in wireless sensor and actor networks ［C］// Proceedings of the 2010 35th IEEE Conference on Local Computer Networks. Piscataway: IEEE Press, 2010:806-813.
［10］YUAN Z, LIANG J. Multi-hops localization algorithm based on virtual force for wireless sensor networks ［J］. Journal of Chongqing University of Posts and Telecommunications, 2010,22(1):122-126.（袁正午，梁均军.基于虚拟力的无线传感器网络多跳定位算法［J］.重庆邮电大学学报，2010，22(1)：122-126.）
［11］REN X, CAI Z. A distributed actor deployment algorithm for maximum connected coverage in WSAN ［C］// Proceedings of the 2009 5th International Conference on Natural Computation. Piscataway: IEEE Press, 2009:283-287.
［12］LI X. Research on underground personnel localization technology for wireless sensor networks ［D］. Taiyuan: Taiyuan University of Technology,2011.（李霞.无线传感器网络井下人员定位技术研究［D］.太原：太原理工大学，2011.）

[1]	罗香玉, 李嘉楠, 罗晓霞, 王佳. 改进的动态图社区演化关系分析方法[J]. 计算机应用, 2020, 40(8): 2313-2318.
[2]	郭棉, 李绮琦. 面向延迟敏感型物联网应用的计算迁移策略[J]. 计算机应用, 2019, 39(12): 3590-3596.
[3]	毛莺池, 郝帅, 平萍, 戚荣志. 基于组合双向拍卖的云资源调度方法[J]. 计算机应用, 2019, 39(1): 1-7.
[4]	刘鹏飞, 毛莺池, 王龙宝. 基于云雾协作模型的任务分配方法[J]. 计算机应用, 2019, 39(1): 8-14.
[5]	柳春懿, 张晓, 覃源淞, 芦尚奇. 基于云平台的任务性能采集和分类方法[J]. 计算机应用, 2018, 38(6): 1665-1669.
[6]	陈暄, 徐见炜, 龙丹. 基于蚁群优化蛙跳算法的云计算资源调度算法[J]. 计算机应用, 2018, 38(6): 1670-1674.
[7]	喻新荣, 李志华, 闫成雨, 李双俐. 云数据中心高效的虚拟机整合方法[J]. 计算机应用, 2018, 38(2): 550-556.
[8]	彭丽苹, 吕晓丹, 蒋朝惠, 彭成辉. 基于Docker的云资源弹性调度策略[J]. 计算机应用, 2018, 38(2): 557-562.
[9]	罗晓霞, 司丰玮, 罗香玉. 大图结构特征对划分效果的影响[J]. 计算机应用, 2018, 38(1): 1-5.
[10]	毛莺池, 穆超, 包威, 李晓芳. 空间众包中多类型任务的分配与调度方法[J]. 计算机应用, 2018, 38(1): 6-12.
[11]	赵春, 闫连山, 崔允贺, 邢焕来, 冯斌. 基于动态调整阈值的虚拟机迁移算法[J]. 计算机应用, 2017, 37(9): 2547-2550.
[12]	李强, 刘晓峰. 基于Hopfield神经网络的云存储负载均衡策略[J]. 计算机应用, 2017, 37(8): 2214-2217.
[13]	王梓懿, 安俊秀, 王鹏. 基于多尺度量子谐振子算法的相空间概率聚类算法[J]. 计算机应用, 2017, 37(8): 2218-2222.
[14]	马生俊, 陈旺虎, 俞茂义, 李金溶, 郏文博. 云环境下影响数据分布并行应用执行效率的因素分析[J]. 计算机应用, 2017, 37(7): 1883-1887.
[15]	戚欣, 梁伟涛, 马勇. 基于出租车轨迹数据的最优路径规划方法[J]. 计算机应用, 2017, 37(7): 2106-2113.

基于虚拟力的无线传感器与执行器网络测距定位算法

Range-based localization algorithm with virtual force in wireless sensor and actor network

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics