WSN定位問(wèn)題的研究.pdf

1、隨著電子科學(xué)、信息科學(xué)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的傳感器信息獲取技術(shù)由單一模式向智能化、網(wǎng)絡(luò)化改變,因此,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN,Wireless Sensor Network)自其誕生之日起就受到世界范圍內(nèi)的工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的關(guān)注。WSN的關(guān)鍵技術(shù)之一就是節(jié)點(diǎn)定位技術(shù),這是因?yàn)樵赪SN的許多應(yīng)用中,如森林防火、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)等,如果采集的數(shù)據(jù)不包含位置信息,這些數(shù)據(jù)的價(jià)值將大大降低,甚至變得沒(méi)有意義。實(shí)際應(yīng)用中,大多數(shù)節(jié)點(diǎn)都是隨機(jī)布置

2、的,而WSN能量受限的特性決定了GPS等傳統(tǒng)定位技術(shù)并不適合為全部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位,因此必須開(kāi)展WSN定位技術(shù)的研究。
　　本文首先分析了WSN基本概念、特點(diǎn)、應(yīng)用及關(guān)鍵技術(shù);然后對(duì)WSN定位問(wèn)題展開(kāi)研究,重點(diǎn)研究了基于測(cè)距的定位算法和改進(jìn)算法;最終提出一個(gè)基于測(cè)距的定位求精算法和一個(gè)基于測(cè)距的定位算法。本文主要工作如下:
　　提出了一種基于磁極思想和距離—跳數(shù)矛盾思想的定位求精算法—RAMP算法。該算法在分析經(jīng)典定位模型的誤差

3、的基礎(chǔ)上,在每次迭代中確定“誤差節(jié)點(diǎn)”和“有效節(jié)點(diǎn)”,從誤差節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)中找出兩個(gè)有效節(jié)點(diǎn)相對(duì)偏差最小的節(jié)點(diǎn),以它們?yōu)閳A心,它們到誤差節(jié)點(diǎn)的測(cè)距值為半徑畫(huà)圓,得到兩個(gè)交點(diǎn),最后在誤差節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前定位位置和這兩個(gè)交點(diǎn)之中選擇誤差較小的作為本次迭代的求精位置。實(shí)驗(yàn)表明,RAMP能將 WSN經(jīng)典定位模型的相對(duì)定位誤差平均降低7％以上,誤差節(jié)點(diǎn)數(shù)量平均降低40%以上,有效提高網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的定位精度。
　　提出了一種基于帶權(quán)二維對(duì)數(shù)搜索的WS

4、N分布式定位算法—W-TDLS。該算法將節(jié)點(diǎn)分為不同類型,并對(duì)不同類型的節(jié)點(diǎn)賦予不同的權(quán)重系數(shù),然后采用帶權(quán)二維對(duì)數(shù)搜索算法搜索節(jié)點(diǎn)的最佳估計(jì)點(diǎn),最后通過(guò)和前幾次迭代后的定位位置比較確定本次迭代的定位位置以及節(jié)點(diǎn)在下一次迭代中的類型。在此基礎(chǔ)上,本文根據(jù)搜索思想和 RAMP算法思想提出了W-TDLS的求精算法—R-TDLS。該算法包括普通節(jié)點(diǎn)求精算法和孤鄰節(jié)點(diǎn)求精算法,在每次迭代中,兩種算法都根據(jù)誤差水平確定節(jié)點(diǎn)在目標(biāo)函數(shù)中的權(quán)重系數(shù);