無線傳感器網(wǎng)絡(luò)四面質(zhì)心定位算法研究.pdf

1、21世紀(jì)末以來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)、通信技術(shù)、微電子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展，具有環(huán)境感知、信息處理、信號(hào)傳播的傳感器節(jié)點(diǎn)逐漸出現(xiàn)，而由其組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)及應(yīng)用也逐漸火熱。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種新興起的信息獲取和處理技術(shù)引起了人們的廣泛關(guān)注，更是近年來各國(guó)研究的熱點(diǎn)問題。在實(shí)際的應(yīng)用中，傳感器節(jié)點(diǎn)的自身位置信息在整個(gè)監(jiān)測(cè)過程中非常重要，因此，對(duì)定位技術(shù)的研究具有非常重要的意義。在實(shí)際的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，傳感器節(jié)點(diǎn)是隨機(jī)部署的，

2、其位置是不可知的，因此，在部署后需要對(duì)這些感知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行自身定位。
　　 本文基于節(jié)點(diǎn)定位在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中重要性，主要研究了節(jié)點(diǎn)定位算法。首先概述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，重點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)進(jìn)行了詳盡理論分析。根據(jù)已有的相關(guān)理論知道使用測(cè)距技術(shù)的定位能提高定位精度，但節(jié)點(diǎn)間測(cè)量到的距離很容易受多徑、多址干擾、非視距傳輸?shù)纫蛩氐挠绊憽６皇褂脺y(cè)距技術(shù)的定位可能減少節(jié)點(diǎn)的能量消耗。通過分析測(cè)距技術(shù)和不使用測(cè)距技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)考慮，本文對(duì)兩類中

3、經(jīng)典的算法作了相關(guān)研究，并針對(duì)目前大多數(shù)優(yōu)秀的傳感器節(jié)點(diǎn)的定位算法還只局限于二維平面的情況，從三維環(huán)境中立體空間的定位出發(fā)，提出了一種面向三維立體空間的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自身定位算法--四面質(zhì)心定位算法。該算法充分考慮了實(shí)際的三維環(huán)境下立體空間對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)信號(hào)傳播的影響，并且引入數(shù)學(xué)中立體幾何的概念。本文提出的該算法，首先是引入了立體坐標(biāo)系；再通過錨節(jié)點(diǎn)間的信息，建立幾何關(guān)系；然后通過未知節(jié)點(diǎn)與錨節(jié)點(diǎn)間的信息，提出定位近點(diǎn)；最后通過各定位

4、近點(diǎn)構(gòu)成的立體圖形，以其質(zhì)心作為未知節(jié)點(diǎn)的位置。這個(gè)過程中，有兩層計(jì)算過程，從而減少了誤差，一定程度上提高了定位精度。而在能量消耗方面本文使用了質(zhì)心定位作為第二階段的實(shí)際定位，基于其硬件成本低、能耗小等優(yōu)點(diǎn)，本文定位算法不需要額外增加成本就可以既增加了精度，而且在能量損耗方面得到了有效的控制。
　　 本文通過細(xì)致的理論分析了該算法的特點(diǎn)：首先該算法是基于網(wǎng)絡(luò)連通性的分布式的三維定位算法，節(jié)點(diǎn)間通信開銷相對(duì)完測(cè)距的定位算法有些增加