無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位與跟蹤算法研究.pdf

1、隨著微機(jī)電系統(tǒng)和無(wú)線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,產(chǎn)生了一門(mén)新興的技術(shù)一由大量廉價(jià)、小型傳感器組成的大規(guī)模無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,如戰(zhàn)略區(qū)域監(jiān)測(cè),導(dǎo)航,井下人員的定位與跟蹤等等。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)在于對(duì)目標(biāo)的定位和跟蹤,因此,選擇一種良好的定位算法顯得格外重要。
　　 定位算法最常見(jiàn)的分類(lèi)方式為依據(jù)是否基于測(cè)距?；跍y(cè)距的定位算法具有較高的定位精度,但需要額外的硬件支持;非測(cè)距的定位算法系統(tǒng)成本較低,但

2、定位精度不高。具體選擇哪種方式,需要根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境和要求來(lái)決定。
　　 本文選用了基于測(cè)距的定位算法來(lái)研究靜止或某時(shí)刻未知節(jié)點(diǎn)的位置。首先介紹了基于RSSI(接受信號(hào)強(qiáng)度值)的多邊定位算法,分析并指出了此類(lèi)算法定位精度不高,系統(tǒng)穩(wěn)定性不強(qiáng)的缺點(diǎn)。針對(duì)該問(wèn)題,本文提出了改進(jìn)的算法一基于牛頓迭代的RSSI定位算法。該算法首先給定未知節(jié)點(diǎn)一個(gè)坐標(biāo),然后把基于RSSI測(cè)距的二元二次方程組在給定的初始坐標(biāo)附件展開(kāi)成泰勒級(jí)數(shù),略去式中的

3、二次項(xiàng)及高次項(xiàng),使其化簡(jiǎn)為線性方程組。把求的坐標(biāo)值進(jìn)行循環(huán)迭代,得到真實(shí)坐標(biāo)的估計(jì)子。經(jīng)過(guò)仿真實(shí)驗(yàn),該算法比多邊算法具有更高的精度,更好的穩(wěn)定性,唯一不足的一點(diǎn)就是此算法比多邊算法的計(jì)算量偏大,但對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的能耗影響不大。
　　 對(duì)于節(jié)點(diǎn)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)的研究,本文采用基于卡爾曼濾波的定位跟蹤算法。首先根據(jù)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡建立數(shù)學(xué)模型,若數(shù)學(xué)模型是線性的系統(tǒng),則采用基于卡爾曼濾波的定位跟蹤算法:若是非線性的系統(tǒng),本文采用