利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的人員定位方法及位置信息路由策略.pdf

1、災(zāi)害發(fā)生時，對施救人員進行定位可以提高救援效率和搜救準確性;同時，對被困人員進行位置跟蹤可以指導(dǎo)其有序疏散從而減少二次損失與傷害。由于在設(shè)施布設(shè)、網(wǎng)絡(luò)性能、投入成本等多方面的優(yōu)勢，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless SensorNetworks，WSN)成為室內(nèi)節(jié)點定位技術(shù)的理想選擇。本文選取常見的室內(nèi)應(yīng)急救援場景，在研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署、定位算法及路由策略等問題后，提出了一套切實可行的應(yīng)急救援定位系統(tǒng)，實現(xiàn)了室內(nèi)人員位置信息的快

2、速準確獲取與及時可靠上傳。具體工作包括:
　　對常見建筑物室內(nèi)構(gòu)型進行分類，將其分為內(nèi)廊區(qū)域與大空間區(qū)域，根據(jù)兩種空間的特點分別設(shè)計了三維空間下節(jié)點數(shù)量優(yōu)化的固定部署方法，實現(xiàn)了空間全覆蓋、網(wǎng)絡(luò)全連通。該部署方法方便了位置服務(wù)協(xié)議的展開，為定位算法與路由策略的實現(xiàn)提供了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。最后引入隨機模型對節(jié)點部署方法的有效性進行了分析。
　　在確定了節(jié)點部署方法后，根據(jù)定位場景的不同，設(shè)計了內(nèi)廊區(qū)域的粗粒度定位算法與大空間區(qū)域的細粒

3、度的定位算法。粗粒度算法以未知節(jié)點一跳鄰居錨節(jié)點組合來判斷未知節(jié)點大致范圍，在線性空間中滿足了定位需要。大空間中細粒度定位算法又分為需測距式與非測距式兩類。需測距的定位過程采用改進的RSSI(Received Signal Strength Indication)測距算法，通過求解多元方程組得出未知節(jié)點估計坐標(biāo)，在此過程中使用了具有群智能的并行模式搜索(Parallel PatternSearch with Swarm Update，P

4、PSSU)算法;非測距方法先采用加權(quán)質(zhì)心定位算法求出未知節(jié)點估計值，再通過簡化的無跡卡爾曼濾波(Unscented Kalman Filter, UKF)對所求得坐標(biāo)值再精確。
　　獲取未知節(jié)點坐標(biāo)后，研究了將坐標(biāo)信息上傳至匯聚節(jié)點的路由策略。在對無線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)路由相關(guān)問題認真梳理后，提出了一種改進的位置輔助多徑路由方法。改進算法的路由查找過程基于錨節(jié)點位置信息，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)選用節(jié)點不相交多徑路由策略。與單徑路由和一般多徑路由算法相比