更實(shí)際的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法的研究.pdf

1、近年來(lái)，信息技術(shù)在我國(guó)獲得了迅猛的發(fā)展。隨著無(wú)線通信、集成電路、傳感器以及微機(jī)電系統(tǒng)等技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，傳感器信息獲取技術(shù)已經(jīng)從過(guò)去的單一化逐漸向微型化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)因此孕育而生。它是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息，并發(fā)送

2、給觀察者。由于傳感器節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的位置往往是不確定的，除了少數(shù)裝配有全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)的傳感器節(jié)點(diǎn)外，網(wǎng)絡(luò)中的其余大部分節(jié)點(diǎn)都不能預(yù)知自己的位置。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的許多應(yīng)用場(chǎng)合，都需要節(jié)點(diǎn)發(fā)回所處位置的物理信息數(shù)據(jù)，甚至有時(shí)需要傳感器發(fā)回單純的位置信息。因此傳感器中節(jié)點(diǎn)的位置信息在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的諸多應(yīng)用領(lǐng)域中都扮演著十分重要的角色，如何對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位已成為無(wú)線傳感器

3、網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要研究方向。 本論文介紹了該課題的研究背景，論述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位的基本原理，綜述了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位的已有算法、性能評(píng)價(jià)指標(biāo)、分類方法，并對(duì)現(xiàn)有的成果進(jìn)行總結(jié)的研究工作是圍繞著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法這一課題進(jìn)行的。主要的貢獻(xiàn)包括： 1.針對(duì)經(jīng)典的Range-free定位算法DV-hop在估計(jì)錨節(jié)點(diǎn)與未知節(jié)點(diǎn)之間距離的時(shí)候存在曲線誤差的缺點(diǎn)，提出了RDV-hop算法(RSSI-based DV-hop A

4、lgorithm)，該算法將RSSI與DV-hop綜合起來(lái)進(jìn)行定位，用RSSI測(cè)得的直線距離替代用DV-hop計(jì)算出來(lái)的未知節(jié)點(diǎn)一跳鄰居的距離，該算法在不增加硬件開銷的基礎(chǔ)上，較精確地計(jì)算出部分距離錨節(jié)點(diǎn)較近的未知節(jié)點(diǎn)的位置，并通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該算法的有效性。 2.提出了一種基于錨節(jié)點(diǎn)的選擇算法SANLA，該算法根據(jù)DV-hop算法中對(duì)平均每跳距離估算不夠準(zhǔn)確并將獲得到錨節(jié)點(diǎn)全部用與定位中的缺點(diǎn)，對(duì)錨節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行了篩選，僅將精度

5、最高的三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)參與到定位過(guò)程中。從模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果看到我們的算法有效地選擇了對(duì)平均每跳距離計(jì)算較為準(zhǔn)確的錨節(jié)點(diǎn)，并取得了較好的結(jié)果。 3.提出了一種方向輔助的移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)的定位算法，使得網(wǎng)絡(luò)中僅有一個(gè)可以移動(dòng)的錨節(jié)點(diǎn)，其他的未知節(jié)點(diǎn)均處于靜止?fàn)顟B(tài)。錨節(jié)點(diǎn)除了裝有GPS系統(tǒng)之外還裝配有全向天線。通過(guò)改變錨節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)方向，根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)度判斷錨節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)是否位于同一個(gè)圓上，從而計(jì)算出未知節(jié)點(diǎn)的位置。該算法能有效的解決網(wǎng)絡(luò)中有障礙物的情況