موقعيت يابي چندگامه مبتني بر الگوريتم ازدحام ذرات براي شبكه هاي حسگر بي سيم

A multi-hop PSO based localization algorithm for wireless sensor networks

يك شبكه حسگر از تعداد زيادي گره حسگر تشكيل شده كه اطلاعات محيط جغرافيايي بزرگي را كه در آن پخش شده اند جمع آوري مي كنند. به دليل اهميت تعيين محل وقوع يك رخداد، موقعيت يابي يكي از موضوعات كليدي و مهم در حوزه شبكه هاي حسگر بي سيم محسوب مي شود. از سوي ديگر، استفاده از موقعيت ياب جهاني GPS براي پيدا كردن موقعيت حسگرها به دليل برخي محدوديت هاي موجود در گره هاي حسگر مانند قيمت و اندازه فيزيكي مناسب نيست. در برخي كاربردها، تعدادي گره راهنما كه از موقعيت خود اطلاع دارند به گره هاي حسگر اطلاعاتي مي دهند تا بتوانند موقعيت خويش را تعيين كنند. به دليل وجود خطا، دقت پايين روش هاي فاصله يابي و از همه مهم تر فاصله چندگامه گره هاي حسگر از گره هاي راهنما، ممكن است موقعيت به دست آمده دقت مناسبي نداشته باشد. در اين مقاله، يك الگوريتم ازدحام ذرات توزيع شده براي تعيين موقعيت گره هاي حسگر ارايه شده است. در الگوريتم پيشنهادي، از ميانگين طول گام و تعداد گام فاصله بين گره حسگر تا گره هاي راهنما براي تعيين موقعيت كمك گرفته شده است. نتايج شبيه سازي و همچنين مقايسه خطاي موقعيت يابي در الگوريتم پيشنهادي و الگوريتم هاي رايج، حاكي از كارايي مناسب الگوريتم ارايه شده در فراهم كردن موقعيت دقيق مكاني است.

A sensor network consists of a large number of sensor nodes that are distributed in a large geographic environment to collect data. Localization is one of the key issues in wireless sensor network researches because it is important to determine the location of an event. On the other side, finding the location of a wireless sensor node by the Global Positioning System (GPS) is not appropriate due to some limitations on sensor nodes such as price and physical size. In some localization approaches, sensor nodes specify their position with the help of anchor nodes, which have pre-configured positions. Due to error, low accuracy of distance detection method, and, most importantly, and the multi-hop distance of the sensor nodes from the anchors, the obtained position may not be accurate. In this paper, a distributed Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm is proposed to estimate the position of the sensor nodes using anchors. In the proposed approach, the average hop length and the number of hops between a sensor node and the anchors are used to determine the estimated positions. The simulation results, as well as the comparison of the proposed algorithm to others, in terms of the average localization error, indicate that our approach leads to more accurate localization.