基于無線傳感器網(wǎng)絡的定位技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來，無線傳感器網(wǎng)絡已經(jīng)成為通信領(lǐng)域的研究熱點。從無線傳感器網(wǎng)絡的應用角度出發(fā)，傳感器節(jié)點位置信息的獲得是任何應用的基礎。在衛(wèi)星定位信號缺失或不宜采用衛(wèi)星定位系統(tǒng)等場景下，本文研究一種特殊的基于MC-CDMA的傳感器節(jié)點用于提供位置參考功能。假設在傳感目標區(qū)域中撒放大量普通傳感器節(jié)點和少量該類節(jié)點，在近距離錨節(jié)點不足的環(huán)境下，該類節(jié)點可以通過與其它具有MC-CDMA模塊的已知節(jié)點進行遠距離測距并實現(xiàn)高精度自身定位，然后升級為錨節(jié)點，進

2、而為該網(wǎng)絡的其他未知節(jié)點提供位置參考功能。
　　 以下是本文的主要工作：
　　 首先，本文在分析幾種測距手段的基礎上，選擇了適合本文傳感器節(jié)點的基于擴頻碼的MC-CDMA測距技術(shù)用于距離測量，并介紹了實現(xiàn)測距的基本原理。并且針對影響測距的各種誤差因素進行分析，重點考慮了非視距誤差的抑制問題，從基于代價和基于應用時機兩種角度對非視距誤差的抑制算法進行分類。
　　 其次，重點分析介紹了本文研究的基于TOA 雙程測距的

3、傳感器節(jié)點設計方案及具體工作流程。本傳感器節(jié)點分測距模塊和定位模塊兩部分，測距模塊由基于擴頻碼的MC-CDMA 測距方案實現(xiàn)，本文主要從測距流程、精度控制等方面進行闡述。而定位模塊的分析主要從硬件和軟件兩方面出發(fā)，本節(jié)點的硬件平臺是以S3C2440A 微處理器為中央控制芯片的開發(fā)板為基礎的，軟件是以裁剪后的嵌入式Linux 操作系統(tǒng)為基礎的。由于本節(jié)點的測距模塊和定位模塊之間是通過串口連接的，所以對串口的設置進行了分析介紹。另外對定位的

4、流程、發(fā)送的定位信息的格式等都進行了相應的介紹。
　　 最后，提出了一種適用于三維空間的節(jié)點定位算法。考慮到當前多數(shù)定位研究都是基于二維空間的狀況，通過分析研究當前基于三維空間的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的定位技術(shù)，提出了基于球面坐標的無線傳感網(wǎng)絡三維靜態(tài)定位算法，該算法是在(得知)四點球面坐標的基礎上通過求球心坐標的方法實現(xiàn)定位的。在如何選擇合適的四點問題上，本文提出了基于PIT方法進行分析比較來獲得通信半徑內(nèi)的最佳四點來進行定位計算