基于RSSI的加權(quán)質(zhì)心定位算法的研究與改進.pdf

1、一直以來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）一直都是研究者的重點研究對象，特別是它的定位技術(shù)在現(xiàn)實生活中的的方方面面起到了至關(guān)重要的作用，不管是大到軍事、醫(yī)療、旅游，還是小到智能家居、停車場停車，都體現(xiàn)出重要作用。其中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的ZigBee定位技術(shù)起著關(guān)鍵性作用。本課題通過對ZigBee定位技術(shù)的各類傳統(tǒng)定位算法的分析和研究，接下來會根據(jù)所要研究的加權(quán)質(zhì)心定位算法的缺陷，對算法提出針對性的改進，從仿真和實驗兩個方面來驗證改進算法的有效性，

2、以達到提高定位精度的目的。
　　首先在參考有關(guān)定位技術(shù)文獻和上網(wǎng)查詢資料的前提下，對ZigBee定位技術(shù)在國內(nèi)和國外的發(fā)展現(xiàn)狀有了深入了解，表述了對ZigBee技術(shù)研究的意義。
　　接下來介紹了基于ZigBee定位技術(shù)的兩類傳統(tǒng)定位算法：一種是基于測距的定位算法，包括基于到達時間（Time of Arrival，TOA）、到達時間差（Time Different of Arrival，TDOA）、到達角度（Angle of

3、Arrival，AOA）和接收信號強度指示（Received Signal Strength Indicator，RSSI），分析了這四種測距定位算法的優(yōu)缺點以及在各方面性能上作了比較；另一種是基于非測距的定位算法，包括質(zhì)心、近似三角形內(nèi)點測試（Approximate PIT Test）和距離向量-跳段算法（Distance Vector-Hop，DV-Hop）。然后概述了傳統(tǒng)定位算法用到的三種坐標(biāo)計算方法，包括三邊測量、三角測量和極大

4、似然估計法。
　　最后，通過對RSSI定位算法的缺陷分析，分別從測距和坐標(biāo)位置計算兩個階段對RSSI定位算法進行了改進。測距階段，引入了均值優(yōu)化模型和Dixon檢驗濾波模型，減小了信號傳輸過程中的波動性，減小了環(huán)境干擾對整體測量的影響，增強了定位信息的準(zhǔn)確性；坐標(biāo)位置計算階段，在加權(quán)質(zhì)心定位算法研究的基礎(chǔ)上，提出了用新的權(quán)值代替?zhèn)鹘y(tǒng)的加權(quán)質(zhì)心定位算法的權(quán)值，即將未知節(jié)點到錨節(jié)點的距離倒數(shù)的和取代距離和的倒數(shù)，與加權(quán)質(zhì)心定位算法中傳

5、統(tǒng)的權(quán)值相比，避免了離未知節(jié)點距離遠的錨節(jié)點，在定位計算中占主要地位，并采用優(yōu)選錨節(jié)點的原則選取接收到的信號值較大的幾組錨節(jié)點進行相關(guān)計算。Matlab仿真驗證表明，經(jīng)過引入新權(quán)值和引入Dixon檢驗濾波之后的改進的加權(quán)質(zhì)心定位算法，去除了異常RSSI值，留下正常有效值，使得定位結(jié)果更加接近真實值，得到的誤差更小，與實際坐標(biāo)更接近。隨后進行了實驗驗證，實驗測試結(jié)果得到定位精度能達到0.41m，與仿真結(jié)果一致，從而得出結(jié)論，引入新權(quán)值和D