移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)研究.pdf

1、節(jié)點(diǎn)定位是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)諸多應(yīng)用的關(guān)鍵功能,像環(huán)境監(jiān)測、野生動(dòng)物追蹤以及醫(yī)療病人監(jiān)視等應(yīng)用系統(tǒng),定位已成為其中最基本的一個(gè)業(yè)務(wù)功能。在這些系統(tǒng)中,如果節(jié)點(diǎn)自身的位置未知,則節(jié)點(diǎn)所感知的與環(huán)境相關(guān)的數(shù)據(jù)信息將變得毫無意義。 傳統(tǒng)的定位技術(shù)存在著諸多局限性,這些定位技術(shù)無法有效地適應(yīng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用要求。比如,廣泛應(yīng)用的全球定位系統(tǒng)(GPS)存在著應(yīng)用場所、設(shè)備尺寸、設(shè)備成本以及能源消耗等方面的局限性,不符合傳感器網(wǎng)絡(luò)全天候室內(nèi)

2、室外應(yīng)用、小尺寸、低成本低功耗之要求,因而無法有效地應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用要求,作者對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的目標(biāo)探測以及節(jié)點(diǎn)定位,尤其是不規(guī)則發(fā)射半徑和節(jié)點(diǎn)移動(dòng)條件下的定位進(jìn)行了較為深入的探索并創(chuàng)新性地提出了若干算法機(jī)制。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于： 1.在現(xiàn)實(shí)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間通信不可靠的條件下,提出了一種基于最優(yōu)搜索理論的目標(biāo)探測方法。 2.在錨節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,提出了一種基于幾何學(xué)原理迭代

3、獲得較高定位精度的迭代圓環(huán)重疊定位機(jī)制(IROLS)。 3.在節(jié)點(diǎn)發(fā)射半徑不規(guī)則的條件下,提出了一種基于蒙特卡羅方法,適用于移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的無需測距的序列蒙特卡羅定位方法(SMCL)。 4.在無線電波傳播存在路徑損耗的條件下,提出了一種基于接收信號(hào)強(qiáng)度的適用于移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的蒙特卡羅定位方法(RSS-MCL)。 5.改進(jìn)現(xiàn)有蒙特卡羅定位方法：首先,提出了改進(jìn)度量節(jié)點(diǎn)通信半徑不規(guī)則度以及節(jié)點(diǎn)初始位置估計(jì)的擴(kuò)

4、展蒙特卡羅定位方法(Ext-MCL);其次,提出了樣本數(shù)量隨節(jié)點(diǎn)采樣區(qū)域變化的樣本自適應(yīng)蒙特卡羅定位方法(SAMCL)。 由于現(xiàn)實(shí)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)存在著很多不確定因素,傳統(tǒng)的確定性目標(biāo)探測與定位方法無法有效地適應(yīng)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用環(huán)境,而采用概率統(tǒng)計(jì)的方法,可以較為準(zhǔn)確地建立實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的目標(biāo)探測與定位模型。以最優(yōu)搜索模型建立起來的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)探測策略,在網(wǎng)絡(luò)通信不可靠的條件下,可以以較少的搜索代價(jià)最大概率地找到網(wǎng)絡(luò)中的目標(biāo)。