WSN定位問題的研究.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WSN定位問題展開研究,重點(diǎn)研究了基于測距的定位算法和改進(jìn)算法;最終提出一個(gè)基于測距的定位求精算法和一個(gè)基于測距的定位算法。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)的測距值為半徑畫圓,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)二維對數(shù)搜索算法搜索節(jié)點(diǎn)的最佳估計(jì)點(diǎn),最后通過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);