无线传感器网络节点定位算法的Matlab仿真
一种基于MATLAB的节点分布仿真研究
2 遗传算法流程和实现方法
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遗传算法是一种模拟生物自然选择的方法。遗传操作的目的就是将群体中的个体按对环境的适应度进行 一定的操作来完成寻求最优解的进化过程[11]。 它包括三个基本的遗传算子(Genetic Operator)： 选择(Selection)、 交叉(Crossover)、变异(Mutation) 。
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pop--生成的初始种群 x--求得的最优解 endPop--最终得到的种群 bPop--最优种群的一个搜索轨迹
3 WSN 节点定位仿真
3.1 WSN 节点模型分析
（1）简单节点模型 在无线传感器节点定位中，锚点坐标和待测节点与锚点之间的距离 d 是已知的，因此可以通过遗传算法 来实现。 （2）复杂节点模型 由于测距的不稳定，d 往往不准确。在本文的仿真中，数据用 generate.m 文件生成，用噪声干扰来模拟 实际测量中的误差。又考虑到实际，锚点坐标为整数，服从区域内的 2 维均匀分布（可改） ；待测节点具有 随机性，服从 2 维正态分布（可改） 。
（6）
3.3 遗传算子的设计及 MATLAB 仿真
适应度计算：对适应度函数进行线性评估计算出适应度值，适应度最高的个体不通过选择直接进入下一 代个体本文中选择。 选择算子：采用随机遍历采样法。 交叉算子：采用单点交叉，交叉率为 0.7。 变异算子：采用离散变异。 重组算子：将适应度最高的个体与通过选择、交叉、变异得到的个体进行重组，形成新一代种群。 交叉、变异均采用 2 进制编码，编码长度为 20 位，x、y 各十位，可以提高计算结果的精度[12,13]。初始 种群大小为 40，遗传代数 100 代。 以下程序生成图 3。
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多目标规划有两个或两个以上的目标函数，且目标函数与约束条件都为线性函数，它的数学模型为： z1 c11 x1 c12 x2 c1n xn z c21 x1 c22 x2 c2 n xn （1） max 2 zr cr1 x1 cr 2 x2 crn xn 约束条件是：
基于matlab的无线定位系统的设计与实现
信息科学科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald90无线定位系统的基本功能是收集一定地理区域内的无线信息，根据接收信号频率、到达时间及角度等信号参量的变化，获取目标点的位置。
依照检测的特征值的不同，可以将基本的定位方法分成4种：基于场强测量的定位方法（R S S I）、基于信号到达时间差的定位方法(T D OA)、基于信号到达时间的定位方法(TOA)、基于信号到达角度的定位方法（AOA）以及混合定位方法，由于RS SI定位方法较为简单，但受多径衰落和阴影效应的影响较大，使其定位精度较差，因此，该方法没有得到广泛的重视和应用；AOA定位方法定位精度较高，但系统设备复杂，成本较高。
T OA定位方法精度高，但对时间同步有较高要求；T OA需要严格的M S 与BS 时钟同步，而T DOA只需BS间的时钟同步即可，因此该文利用TDOA来确定目标点的位置。
1 定位系统的原理及总体设计方案无线定位系统主要包括以下几部分：天线阵列、高频放大器、选频滤波器、A/D转换部分、基于m at l ab 测向系统、信息显示部分。
系统的工作原理大概如下：首先由多个天线阵列接收到来自空中某一位置发射来的信号，由于从天线阵列接收到的信号非常微弱，因而必须要经过高频放大器放大。
然后经过选频滤波器进行滤波，滤去无用信号，保留有用信号。
由于任何一个处理器处理的都是数字信号，因此接收到的模拟信号要进行A/D转换，转换为数字信号。
转换后的数字信号送到基于m at l ab 测向系统进行T D OA定位。
这样就可以根据获得的时间差信息和一些参数对目标进行定位，并将定位信息送到显示部分。
2 计算信号点的位置m at l ab所完成的主要任务是根据天线阵列接收到的数据对目标的二维到达时间差的精确估计，并将其结果显示出DOI：10.16660/ k i.1674-098X.2016.28.090基于matlab的无线定位系统的设计与实现蒋争明 唐盛平（广东科技学院计算机系 广东东莞 523000）摘 要：随着智能天线的出现和蜂窝移动通信的发展，无线定位技术越来越受到大家的关注。
matlab 无线传感器 实验代码
一、介绍matlab无线传感器实验代码的作用和重要性1. 无线传感器在现代科技中的重要性2. Matlab作为无线传感器实验的常用工具3. 无线传感器实验代码的编写和应用范围二、matlab无线传感器实验代码的基本框架及功能1. 无线传感器实验代码的基本框架概述2. Matlab在无线传感器实验中的应用功能3. 无线传感器实验代码的具体功能介绍三、matlab无线传感器实验代码的编写流程和技巧1. 无线传感器实验代码的编写步骤2. Matlab编程技巧在无线传感器实验中的应用3. 案例分析：matlab实现无线传感器数据采集和处理的代码编写流程四、matlab无线传感器实验代码的应用案例1. 传感器网络数据处理和分析2. 无线传感器节点控制和管理3. 无线传感器实验代码在工业生产中的应用实例分析五、matlab无线传感器实验代码的发展趋势1. 无线传感器技术的发展现状2. Matlab在无线传感器实验中的创新应用3. 未来matlab无线传感器实验代码的发展方向和趋势结尾：matlab无线传感器实验代码的未来展望和重要性总结1. 无线传感器技术和matlab在科学研究中的重要性2. 对matlab无线传感器实验代码的期望和推广应用3. 未来matlab无线传感器实验代码的发展方向和应用前景六、matlab无线传感器实验代码的应用案例无线传感器网络已经被广泛应用于许多领域，如环境监测、智能交通、智能家居、农业监测、医疗保健等。
在这些领域，无线传感器实验代码在数据采集、数据处理、节点控制等方面发挥着重要作用。
1. 传感器网络数据处理和分析通过matlab无线传感器实验代码，我们可以对传感器网络中的数据进行高效的处理和分析。
传感器网络中的数据通常具有时间序列、空间分布等特点，在处理这些数据时，我们需要进行信号处理、滤波、数据融合等操作，而matlab提供了丰富的工具箱和函数库，能够较为方便地实现这些操作。
基于Matlab仿真的区域传感器定位最佳节点布局研究
基于Matlab仿真的区域传感器定位最佳节点布局研究作者：韩明冯立杰马庆禄来源：《中国新通信》2014年第20期【摘要】基于无源时差定位的方式在民用和警用上具有广泛的应用，其被动的工作方式以及隐蔽的性能在区域环境预警和监控中越来越发挥重要的作用。
本文首先对振动传感器定位的原理和方法进行了阐述，对时差无源定位的算法进行了研究，明确了节点中主站与副站基线的距离以及传感器的阵形等因素决定了定位精度的高低，从而提出了多节点协同定位中最佳站址布局的方式。
【关键词】时差定位定位精度传感器布站一、多节点区域协同定位系统简介根据工程的需要本文设计了多节点协同定位系统，本系统由节点模块、CAN通信模块、区域控制器模块、中心控制器模块、中心模块等五个模块组成。
其中每一个节点中的振动传感器与区域控制器通过CAN总线进行通信，而后经过滤波电路和A/D转换电路后，通过CAN 总线发送至中心控制器。
中心控制器通过时差定位原理来计算出振源的具体位置[1]。
二、联合测时差定位精度算法分析由上述分析可知二维空域的测时差定位系统主要由一个主阵和两个副阵共三个接收基阵组成。
假设主阵阵址为（x0，y0），副阵i阵址为（xi，yi），测得目标（x，y），到达主阵与各副阵的距离差为[3]。
由上述分析可得二维目标定位的观测方程为：（1）对上式方程关于x，y进行全微分得：（2）其中：本式中定位几何稀释精度GDOP可以如下表示：三、传感器阵列布局以及仿真假设各传感器的测量时差误差的标准差都相等，其均为0.1ms，各站接收站站址测量误差为0.5m，其中主站的坐标位置为（0，0），辅站的坐标位置为（100，0）、（-100，0），待测的振源目标坐标为（x，y），则相应仿真结果如图3-1所示，而后对阵形为等边三角形的传感器分布进行Matlab仿真，得到其定位精度分布图如图3-2所示：比较图3-1至图3-2所示的各种GDOP分布情况，可以看出，不同的基阵分布对应的GDOP分布等高线是不同的，布阵形式对于系统的定位精度有很大影响。
无线传感器网络中一种改进的三点定位算法
无线传感器网络中一种改进的三点定位算法谢绍国【摘要】无线传感器网络作为一种全新的信息获取和处理技术,广泛应用于军事、医疗、环境监测等领域,而定位是这些应用的前提和基础.因此,针对无线传感器网络节点自身定位技术的研究具有重要的理论和实际意义.为了有效地利用信标节点和提高定位精度,在研究三点定位算法的基础上,提出了改进的三点定位算法.理论分析表明,改进的三点定位算法进一步有效利用了信标节点,提高了节点定位精度.仿真实验结果显示,与三点定位算法相比,改进的三点定位算法减少了定位误差.%As a completely new information acquisition and processing technology, wireless sensor networks are widely used in military, medical, environmental monitoring and other fields, and location positioning is the premise and foundation of these applications. Therefore, it is of great theoretical and practical significance to study the self-localization technology of wireless sensor network nodes. In order to effectively utilize beacon nodes and improve positioning accuracy, the modified three-point positioning algorithm is proposed based on the study of three-point positioning algorithm. Theoretical analysis indicates that the modified three-point positioning algorithm can further utilize beacon nodes effectively and improve the positioning accuracy of nodes. Simulation results show that as compared with the traditional three-point positioning algorithm, the modified three-point positioning algorithm could reduce the positioning error.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2017(050)012【总页数】3页(P2756-2758)【关键词】无线传感器网络;三点定位;信标节点;定位误差【作者】谢绍国【作者单位】安庆师范大学,安徽安庆 246133【正文语种】中文【中图分类】TN911.21节点定位技术在无线传感器网络的节点部署中非常重要[1]。
无线传感网络节点定位技术仿真研究
基于matlab的无线传感网节点定位仿真基于matlab的无线传感网节点定位仿真摘要无线传感网络节点定位技术是无线传感网络重要的支撑技术之一。
节点位置信息不仅是事件监测的前提，也是网络拓扑自配置、提高路由效率、向观察者报告所需信息的基础;不知道所获信息所对应的位置，所获信息也失去了应有的意义。
无线传感网络节点部署是随机的，由于受到布设环境和自身因素的影响，如何最大限度提高节点定位精度是无线传感网络定位研究领域的一个难点。
因此，开展节点定位技术的研究具有重要理论和现实意义。
本论文介绍了无线传感网络发展历程和结构模型，分析了无线传感网络中的关键技术，深入讨论了无线传感网络节点定位技术。
着重研究了节点定位的概念、定位技术分类、定位的基本原理和基本方法，同时对现有的典型定位算法和定位系统进行了分析比较。
论文重点对无线传感网络定位技术中的非测距定位DV-hop算法进行了深入研究，详细分析了其存在误差的原因。
分别在二维和三维环境下提出了改进的节点定位算法。
(1)为了减小传统DV-hop算法的定位精度误差，论文在二维环境中提出了一种新的DV-hop定位算法。
(2)针对新DV-hop定位算法存在覆盖率较低的问题，提出了一种升级虚拟锚节点的定位算法。
(3)在三维环境下，提出了一种新的三维节点定位算法。
关键词:节点定位，DV-hop，锚节点，平均跳距权值，跳数权值WIRELSS SENSOR NETWORK NODE LOCATIONTECHNOLOGY SIMULATIONABSTRACTThe wireless sensor network node location technology is an important supporting technology for WSN. The node position information of WSN is not only the premise of monitoring events, but also it is the basis of the network topology from the self-configuration, improve routing efficiency and reporting the information required to observers. If we do not know the position information, the information we are interested will lose its proper meaning. Wireless sensor network nodes are randomly deployed. How to maximize the localization accuracy of localization is a difficult research area in wireless sensor networks for the effect of the layout environment and factors of its own. Therefore the research for the wireless sensor network node location technology has important theoretical and practical significance.This paper introduced the development course of wireless sensor network and the architecture model of the wireless sensor network, analyzed the key technology for wireless sensor networks, and thoroughly discussed wireless sensor network node location technology. Focused on the concept of node localization, the location classification, the basic principles and methods of localization, and the criteria of positioning performance evaluation are made a more detailed analysis and research, while some typical existing location algorithms and systems are made a brief introduction and comparison. The paper focused on the Range-free positioning algorithm of wireless sensor networks DV-hop in-depth study, and analyzed the reasons for the existence of error in detail. Then, this paper presented the improved localization algorithms in two-dimensional and three-dimensional environment respectively.(1) The paper presented a new DV-hop localization algorithm in the two-dimensional environment to improve localization accuracy error of traditional DV-hop algorithm.(2)For the novel DV-hop localization algorithm have the problem of low coverage, a location algorithm which upgraded the virtual anchor nodes algorithm was presented.(3)In the three-dimensional environment, the paper presented new three-dimensional localization algorithms.KEYWARDS: node location, DV-hop, anchor node average hop-distance weight hop weight目录1绪论 (2)1．1 研究背景目的及意义 (2)1．1．1 研究背景 (2)1．1．2 研究意义 (2)1．2 国内外研究应用现状与发展趋势 (3)1.2.1 国内外研究应用现状 (3)1.2.2 发展趋势 (4)1.3 论文研究思路及章节结构 (4)2无线传感网络的组成结构及其关键技术 (6)2.1 无线传感网络体系结构 (6)2.2 无线传感网络的关键技术 (9)2.3 无线传感网络的应用 (11)3无线传感网络定位基本原理 (13)3.1 无线传感网络定位技术概述 (13)3.1.1 无线传感网络定位的概念 (13)3.1.2 无线传感网络定位技术有关术语 (14)3.1.3 无线传感网络定位技术特点 (14)3.1.4 无线传感网络定位技术相关应用 (15)3.2 无线传感网络定位基本方法 (16)3.2.1 基本原理 (16)3.2.2 节点间距离的测量方法 (17)3.2.3 目标位置计算方法 (20)3.3 无线传感网络典型定位算法和定位系统 (23)3.3.1 几种典型的定位算法 (23)3．4 本章小结 (28)4DV-hop算法研究 (29)4．1 引言 (29)4.2 传统DV-hop算法 (29)4.3 传统DV-hop算法误差分析 (30)4.4 新的DV-hop算法的设计及其实现 (33)4.4.1 跳数计算 (33)4.4.2 节点距离的计算 (33)4.4.3 锚节点组的选定和位置估计 (35)4.5 本章小结 (36)5三维节点定位方法 (37)5.1 引言 (37)5.2 三维节点定位的必要性 (37)5.3 几种典型三维节点定位算法 (37)5.3.1 传统质心算法 (37)5.3.2 一种新的质心算法 (39)5.3.3 Landscape-3D算法 (41)5.3.4 APIS算法 (42)5.4 新三维节点定位算法的设计及其实现 (43)5.4.1 跳数计算 (43)5.4.2 距离计算 (43)5.4.3 位置估计 (43)5.4.4 新三维定位算法的执行 (46)5.4.5 仿真实验 (46)5.5本章小结 (48)全文总结 (49)参考文献 (50)致谢 (51)1绪论1．1 研究背景目的及意义1．1．1 研究背景随着无线技术的快速发展和日趋成熟，无线通信也发展到一定的阶段，其发展的技术越来越成熟，方向也越来越多，越来越重要，大量的应用方案开始采用无线技术进行数据采集和通信。
无线传感器网络立体定位算法与仿真
出待定位节点到此信标节点的距离，然后把这一距离和待定位
节点的身份标识发送至终端用户节点 R。终端用户节点 R 根据
信标节点发送的距离信息标系，标定信标节点在直角坐标系中的
位 置 坐 标 A（x1，y1，z1），B（x2，y2，z2），C（x3，y3，z3），D（x4， y 4，z 4），E（x 5，y 5，z 5），F（x 6，y 6，z 6），G（x 7，y 7，z 7），H（x 8， y8，z8）， 假 设 待 定位 节点 M 的 坐 标 为（x，y，z）。 用 d（i i=1， 2，…，8）表示待定位节点到信标节点的距离。具体研究中， 通常使用的 RSSI 定位模型如下 [8-10] ：
———————————————— 收稿日期：2018-05-04 修回日期：2018-06-07 基金项目：国家自然科学基金（61471269）；潍坊学院青年项目 （2014Z07）
点在三维直角坐标系中的相对位置和坐标始终不变（信标节点 发生移动时，直角坐标系随参考节点的移动而移动，这样信标 节点在直角坐标系中的位置坐标即可保持）。信标节点负责接 收待定位节点发射的无线信号，并根据 RSSI 测距公式计算出 待定位节点到该信标节点的距离。然后把计算得到的这一距离 和该待定位节点的身份标识发送至终端用户节点。终端用户节 点根据接收到的信息计算出待定位节点的位置坐标。 1.1 信标节点分布模型
关键词：无线传感器网络；定位；接收信号强度指示；误差分析
中图分类号：TP393
文献标识码：A
文章编号：2095-1302（2018）10-0021-04
0引言 在无线传感器网络中，位置信息对传感器网络的监测活
动至关重要，事件发生的位置或获取信息的节点位置是传感 器节点监测信息中的重要组成部分，没有位置信息的监测消息 是无意义的 [1]。因此，无线传感器网络节点定位是其最基本的 功能之一，对无线传感器网络应用的有效性起关键作用。
基于matlab的无线传感网节点定位仿真
物联网工程课程设计
基于Matlab的无线传感器网络节点定位仿真
姓名：
学号：
班级：
二○一六年六月
目录
一、绪论 (1)
1.1 研究背景 (1)
1.2 研究意义 (1)
1.3 研究内容 (1)
二、设计要求及方案 (1)
2.1 设计要求 (1)
2.2 设计方案 (1)
三、基于无线传感器网络节点定位算法 (1)
3.1 定位算法简介 (1)
3.2 三角测距定位算法 (1)
四、定位算法在Matlab下仿真 (1)
4.1 参数设定 (1)
4.2 仿真实验 (1)
4.3 实验分析 (1)
五、结论..................................................... 错误!未定义书签。
参考文献..................................................... 错误!未定义书签。
一、绪论
1.1 研究背景
1.2 研究意义
1.3 研究内容
二、设计要求及方案
2.1 设计要求
2.2 设计方案
三、无线传感器网络节点三角定位算法
3.1 定位算法简介
3.2 三角测距定位算法
四、定位算法在Matlab下仿真
4.1 参数设定
4.2 Matlab代码及仿真结果
4.3 实验分析
五、结论
参考文献
[1] 董跃钧基于ZIGBEE技术的室内定位算法研究及应用数字技术与应用2012年
1。
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学士学位论文
无线传感器网络节点定位算法的Matlab仿真
——质心算法的Matlab仿真
姓名：
学号：
院系：
专业：
通信工程
指导教师：
申请学位：
工学学士
二○一四年三月
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承_____年解密后适用本授权书。
2、不保密□。
（请在以上相应方框内打“√”）
作者签名：年月日
无线传感器网络节点定位算法的Matlab仿真
陈以达
（玉溪师范学院通信工程系,云南玉溪653100）
【摘要】无线传感器网络集成了传感器技术、微机电技术、现代网络和无线通信技术，已成为当前IT领域研究的热点之一。由于其具有网络自组织、覆盖广以及高容错性等固有优点以及组网成本低、构建灵活、方便等特点，使得无线传感器网络在军事、民用等领域应用广泛。节点定位技术是无线传感器网络的关键支撑技术之一，节点自身的正确定位是提供监测事件位置信息的前提。本文研究了无线传感器网络节点定位算法的原理、分类和难点，分析研究了不同定位算法的原理并比较了他们优缺点。针对无线传感器网络节点定位技术进行了系统研究，提出了一系列解决无线传感器网络节点定位问题的方法,并结合科研及实际需要进行学习和研究。最后，本文设计实现了无线传感器网络定位应用系统基于Matlab进行了仿真实验。
【关键词】无线传感器网络；质心算法；节点定位；Matlab
Abstract:Wireless sensor network integrated sensor technology, MEMS technology, modern networking and wireless communications technologies, IT has become one of the hot areas of current research. Because of its self-organizing network, the inherent advantages of wide coverage and high fault tolerance and low cost network, build flexible, and convenient, making wireless sensor networks are widely used in military and civilian fields. Node positioning technology is a key enabling technology for wireless sensor network node itself correctly positioned to provide location information to monitor events premise. This paper studies the wireless sensor network node localization algorithm principle, classification and difficulties, analysis of the principle of different positioning algorithms and compare their advantages and disadvantages. Conduct for wireless sensor network node positioning system technology research, proposed a series of solutions to the problem of wireless sensor network nodelocalization, combined with the practical needs of research and learning and research. Finally, the design and implementation of a wireless sensor network positioning application system based on Matlab simulation experiments.
Key words: Wireless sensor networks; centroid algorithm; node localization; Matlab
一、绪论
1.1 研究背景
随着微电子技术和无线通信技术的飞速发展和不断成熟，具有感知能力、计算能力和通信能力的无线传感器网络孕育而生。自从20世纪90年代国际上开始对无线传感器网络的研究以来，其相关技术得到了飞速的发展。无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，能够以协作的方式实时地监测、感知和采集网络区域内的各种对象的信息，并进行处理。这些信息通过自组织的多跳无线网络传送到用户终端，从而实现物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的连通.
作者签名：年月日
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无线传感器网络和其它网络技术的研究方向是不同的，其它网络技术研究主要针对传输速度和服务质量，而wsn它的技术应用是针对在错综复杂的环境条件下如何能有效及时获得可靠信息并对信息传播展开研究。以一些成本较低的微型的无线传感器节点在需要监测的区域范围内无线传感器网络，从而实现了以低成本付出而获得最大监测效益。无线传感器网络是由众多传感器节点组成，众多节点之间因应用了无线通信的技术从而保证了节点之间的相互通信。其中，处理能力、内存和通信能力的无线传感器节点的接收器节点是一般比普通的更强它负责连接无线传感器网络和互联网的外部网络，节点间以各种方式部署在监测的区域，自己组织成网并通过多跳的方式进行相互间的通信。通过与各种任务管理器的连接而构成一个具有管理处理能力的有关的网络。下图是典型的传感器网络的结构：