無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相對定位算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事國防、環(huán)境監(jiān)測、搶險救災(zāi)和危險區(qū)域的遠(yuǎn)程控制等諸多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或監(jiān)測目標(biāo)的定位是其中眾多應(yīng)用的一個關(guān)鍵條件。而且無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的某些路由機(jī)制、覆蓋信息、負(fù)載均衡和拓?fù)淇刂频榷家蕾囉诰W(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)的位置信息。因此，定位在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用、運(yùn)行和管理等方面有著重要作用；針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自身定位技術(shù)的研究具有重要的理論與實(shí)際意義。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的定位問題包括節(jié)點(diǎn)自身定位和外部目標(biāo)

2、定位兩部分，其中后者依賴于前者。本文研究的用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自身定位的相對定位算法——聚類SPA算法(scalableanddistributedGPSfreepositioningforsensornetworks)，是該研究領(lǐng)域內(nèi)一種經(jīng)典的相對定位算法。它首次提出以節(jié)點(diǎn)聚類方式在無錨節(jié)點(diǎn)和無須預(yù)先配置網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的條件下，構(gòu)建覆蓋無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的相對坐標(biāo)系來進(jìn)行節(jié)點(diǎn)定位，并具有良好的擴(kuò)展性能。但其不足在于定位過程通信開銷過大，進(jìn)

3、而對節(jié)點(diǎn)能耗、網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)載和定位時耗都造成不良影響。 本文提出相應(yīng)的改進(jìn)方法——局部坐標(biāo)系構(gòu)建過程中輔助節(jié)點(diǎn)對的優(yōu)化選擇方法和全局坐標(biāo)系構(gòu)建過程中局部坐標(biāo)系的優(yōu)化合并策略，可在不影響原算法定位覆蓋率的前提下，有效降低它在構(gòu)建本地局部坐標(biāo)系和合并構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)全局坐標(biāo)系這兩個主要過程中的通信開銷。最后在J-Sim網(wǎng)絡(luò)仿真平臺上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，對比算法在改進(jìn)前后的定位覆蓋率、定位誤差率和通信開銷值，結(jié)果說明改進(jìn)方案可行，改進(jìn)后的算法更具有實(shí)