無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非測距和光帶輔助定位研究.pdf

1、隨著嵌入式系統(tǒng)、微電機(jī)系統(tǒng)、處理器、存儲技術(shù)以及無線電技術(shù)的飛躍發(fā)展孕育了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)這項(xiàng)新興技術(shù)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種由成百上千的帶有傳感元件、信息處理元件和通信元件的傳感節(jié)點(diǎn)組成的自組織網(wǎng)絡(luò)。廣泛應(yīng)用于森林火災(zāi)、洪水監(jiān)測、環(huán)境保護(hù)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事和搶險(xiǎn)等領(lǐng)域。
　　 低成本、低功耗、大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提供了一種全新的信息獲取和信息處理方式，擴(kuò)展了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的功能和人類認(rèn)識世界的能力，成為當(dāng)前一個熱點(diǎn)研究領(lǐng)域并被認(rèn)為是能對

2、21世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。也必將成為物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)之一。
　　 作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)支撐技術(shù)的定位技術(shù)一直是研究的熱點(diǎn)問題。在無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，感知數(shù)據(jù)必須帶有位置信息才有意義，如果缺少位置信息，則在環(huán)境監(jiān)測、森林火災(zāi)監(jiān)控等領(lǐng)域則無法及時有效的處理。低成本、低功耗、低運(yùn)算量和高定位精度的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法是當(dāng)前研究中需進(jìn)一步研究的熱點(diǎn)問題之一。
　　 論文首先從非測距分布式定位方法為出發(fā)點(diǎn)，針對質(zhì)心定位算法受

3、錨節(jié)點(diǎn)分布不均勻而定位精度降低的情況，提出了一種改進(jìn)的質(zhì)心算法(CSA)。定位精度相對多跳質(zhì)心算法得到10％提高。接著根據(jù)未知節(jié)點(diǎn)必定處于周圍一跳錨節(jié)點(diǎn)通信半徑范圍內(nèi)重疊區(qū)域中的基本事實(shí)，提出了基于非測距的分布式intersection—grid—sector(IGS)定位算法。IGS算法以錨節(jié)點(diǎn)通信半徑的10％作為網(wǎng)格大小來獲取重疊區(qū)域，并把重疊區(qū)域的每個網(wǎng)格坐標(biāo)求質(zhì)心作為未知節(jié)點(diǎn)估計(jì)坐標(biāo)，仿真結(jié)果表明比Bonding Box精度明顯

4、提高，比經(jīng)典質(zhì)心提高近20％。RSSI—IGS在IGS基礎(chǔ)上引入RSSI測得最近一跳錨節(jié)點(diǎn)與未知節(jié)點(diǎn)間的距離作為參考距離信息，從重疊區(qū)域坐標(biāo)中找到最接近未知節(jié)點(diǎn)的值求質(zhì)心獲得未知節(jié)點(diǎn)估計(jì)值。仿真結(jié)果表明，RSSI—IGS相對IGS精度有很大提高。然后，從目標(biāo)跟蹤的逆向方法出發(fā)，提出了一種采用可移動節(jié)點(diǎn)在未知節(jié)點(diǎn)布設(shè)區(qū)域上空進(jìn)行行列掃描，同時發(fā)射相應(yīng)標(biāo)識信號給未知節(jié)點(diǎn)的定位算法——LA—SCAN。算法具有節(jié)點(diǎn)定位的通信能耗低、計(jì)算公式簡單