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基于改进遗传算法PFGA的WSN节点定位优化

第36卷第3期 2016年6月 南京邮电大学学报(自然科学版) Joumal of Nanjing University of P0sts柚d TelecommllIlicati蚰s(Natural Science Edition) V01.36 No.3 Jun.2016 doi:10.14132/j.cnki-1673-5439.2016.03.014 基于改进遗传算法PFGA的WSN节点定位优化 许必宵1,张欣慧1,徐晶晶1,宫 婧2,孙知信1 / ,1.南京邮电大学物联网学院,江苏南京210003、 \2.南京邮电大学理学院,江苏南京210023 摘要:在无线传感器网络节点定位过程中使用最小二乘法求解时,定位的精度会受距离误差所影 响,遗传算法(GA)可以用来降低定位误差从而达到优化定位的目的。为了在维持适度能耗的同 时提高定位精度,文中提出了一种遗传定位优化算法PFGA。该算法利用罚函数思想设计自适应 度函数,然后针对每个未知节点,在合理区域中选取初始染色体并选用新型交叉方式与变异方式进 行迭代,最终确定每个未知节点的位置。仿真结果表明,该算法能够对节点定位进行优化且效果明 显,同时对比其他文献提出的定位算法,该算法收敛速度更快、定位精度更高。 关键词:遗传算法;节点定位;无线传感器网络;罚函数 中图分类号:嘲9;TN92 文献标志码:A 文章编号:1673-5439(2016)03啪92旬8 on Optimized localization in WSN based genetic algorithm PFGA XU Bixia01,ZHANG Xinhuil,XU improVed Jin舀in91,GONG Jin92,SUN Teleco咖uIlicati仰s,Nanjing Zhixinl ,1.CoUege of Intemet of鸭ings,N趴jing Unive璐ity of Posts蛐d Telecommunications,Nanjing 210003,China、 \2.couege of Science,Nanjing univers畸ofP0sts aIld 210023,clIina , A№ct:When the least square met}lod is used in the node localization d wireless sensor netw-ork,t|le used to accumcy of localization will be a&cted by eH_ors of distances.A genetic In order aJl a190rithm(GA)caIl be reduce ermlls and optimize results of the localization. wim moderate consumption on t0 improVe the accuracy of the localization energy,t}lis p印er proposes improved genetic algorit}lm for the optimi- the zation tlle localization,called the PFGA.The algorithm funetion desi印s ad印tiVe degree function witll penalt), re一 firstly.For new each unknown node,the a_190rithm selects initial chromosomes in tlle re鹪onabk 百on,takes way to cmss and mutate,and detenIlines location of each can unkn佣m node ultimately.The simulation results show tllat the algorithm optimize results of localization.and has faster convergence speed and higher precision compared with localization algorithms pI.oposed in other litemtures l【ey words:genetic algorithm;node localization;wireless sensor network;penalty function 无线传感器网络是一种没有基础设施的无线自 组织网络,它在军事服务、环境检测、智能家居以及 智能农业等诸多领域都具有广泛的应用。节点定位 技术是无线传感器网络的支撑技术之一,是无线传 感器网络实现目标识别、监控、跟踪等众多功能的 收稿日期:2016旬1—16;修回日期:2016舭.28 通讯作者:孙知信电话:18951896209 前提。 常用的传感器网络节点定位算法通过节点相互 传播信息,未知节点在收集信息后计算与自己相邻 锚节点的距离,再使用最小二乘法求解自己的位置。 根据是否通过硬件测距,定位算法可以分为:基于测 本刊网址:http:∥ny日.njupt.edu.cn 基金项目:国家自然科学基金(60973140,61170276,61373135)和江苏省高校自然科学研究重大项目(12I(JA520003)资助项目 E-mail:suna@njupI.edu.cn 万方数据

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