基于移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是新興前沿的研究方向，它涵蓋多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，將客觀物理世界和邏輯信息世界相結(jié)合，從而改變了人與自然界之間交流的方式。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)因其自組織、以數(shù)據(jù)為中心的特點(diǎn)而得到了廣泛應(yīng)用，通常節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)捆綁位置信息才有意義?，F(xiàn)有的定位技術(shù)大多使用安裝GPS設(shè)備的靜態(tài)錨節(jié)點(diǎn)為未知節(jié)點(diǎn)提供位置信息，錨節(jié)點(diǎn)高密度分布會(huì)給定位系統(tǒng)帶來成本上的壓力。采用移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)代替靜態(tài)錨節(jié)點(diǎn)是解決成本問題的有效方法，所以本文針對(duì)移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)定位算法展開了

2、深入的研究。
　　 目前采用移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)的定位算法仍然有很多弊端，比如易產(chǎn)生定位盲區(qū)、定位執(zhí)行周期長等。有研究提出使用遞增式定位方法，但產(chǎn)生的累積誤差問題很嚴(yán)重。作者提出了一種基于網(wǎng)格劃分的遞增式定位算法來改善現(xiàn)有技術(shù)的不足，這種定位技術(shù)主要是應(yīng)用于大面積監(jiān)測區(qū)域，旨在解決大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)定位存在的定位速度慢和累積誤差大的問題。為了降低定位實(shí)現(xiàn)成本并提高定位效率，算法中的錨節(jié)點(diǎn)采用動(dòng)態(tài)和靜態(tài)相結(jié)合的方式。移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中按照規(guī)劃的路徑

3、運(yùn)動(dòng)并廣播自身的位置信息，未知節(jié)點(diǎn)計(jì)算出其坐標(biāo)后等待監(jiān)控后臺(tái)的命令，決定自已是否需要轉(zhuǎn)換為靜態(tài)錨節(jié)點(diǎn)，輔助其他未知節(jié)點(diǎn)定位。為了解決遞增式定位產(chǎn)生的誤差累積問題，文中優(yōu)化了這種定位方式，合理地選擇部分已知節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為靜態(tài)錨節(jié)點(diǎn)。為了更加有效地減小全網(wǎng)定位產(chǎn)生的累積誤差，算法將大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)劃分網(wǎng)格。根據(jù)定位應(yīng)用時(shí)提出的定位精度需求，可以使用仿真工具確定如何將大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)劃分為小面積網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格中的定位過程是相對(duì)獨(dú)立的。
　　 為了說明

4、算法的有效性，文中從多個(gè)方面仿真驗(yàn)證作者提出的算法，包括網(wǎng)格劃分?jǐn)?shù)量和精度需求之間的關(guān)系、節(jié)點(diǎn)定位的誤差分析。根據(jù)仿真結(jié)果可以針對(duì)不同精度要求選擇相應(yīng)的網(wǎng)格大小，誤差圖中顯示了節(jié)點(diǎn)實(shí)際位置與測量位置的差值。另外，從全網(wǎng)定位的速度和定位過程中產(chǎn)生的定位誤差兩個(gè)角度出發(fā)，作者將該算法與MBAL定位算法進(jìn)行比較。仿真結(jié)果表明用于規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)定位時(shí)，基于網(wǎng)格劃分的遞增式定位算法定位速度較快且累積誤差明顯較小，監(jiān)測區(qū)域面積越大優(yōu)勢體現(xiàn)的越明顯。