無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)全移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位算法研究.pdf

1、節(jié)點(diǎn)定位是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的核心技術(shù)之一，在目標(biāo)追蹤、事件監(jiān)測(cè)、定位路由、戰(zhàn)場(chǎng)定位等諸多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的很多應(yīng)用中，隨機(jī)散布在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的錨節(jié)點(diǎn)和未知節(jié)點(diǎn)，很多情況下處于移動(dòng)狀態(tài)，而目前很多算法考慮傳感器動(dòng)態(tài)性不是很全面，使算法在動(dòng)態(tài)狀態(tài)下表現(xiàn)不佳。目前的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位算法多基于部分節(jié)點(diǎn)靜止，部分節(jié)點(diǎn)移動(dòng)，或者節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)按照事先規(guī)定好的軌跡，這種移動(dòng)方式均非所有節(jié)點(diǎn)隨機(jī)移動(dòng)。另一方面，基于接收信號(hào)強(qiáng)度指示（RSSI）

2、的定位算法依據(jù)信號(hào)強(qiáng)度衰減隨著距離的變化原理來(lái)估計(jì)節(jié)點(diǎn)間的距離，RSSI定位算法最重要的問題是路徑損耗問題，信號(hào)衰減因子隨環(huán)境不同而變化，一般情況下，大多算法將信號(hào)衰減因子取典型值來(lái)計(jì)算，這將導(dǎo)致嚴(yán)重的測(cè)距誤差，而且在復(fù)雜的地理環(huán)境中，信號(hào)傳輸不規(guī)則性（DOI）也是信號(hào)在實(shí)際傳輸中遇到的一個(gè)重要問題。
　　針對(duì)以上存在的問題，本文通過(guò)大量實(shí)地測(cè)量，將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，使用MATLAB擬合出不同環(huán)境下的信號(hào)衰減因子與參考距離

3、為1m時(shí)的路徑損耗值，為了使該模型更加符合真實(shí)復(fù)雜的情況，將DOI引入模型中，結(jié)合信號(hào)的傳輸半徑、環(huán)境的復(fù)雜程度，建立了基于信號(hào)接收強(qiáng)度和距離的擬合關(guān)系模型，在此基礎(chǔ)上將 RSSI定位算法應(yīng)用于錨節(jié)點(diǎn)和未知節(jié)點(diǎn)全部隨機(jī)移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)中。為了能解決當(dāng)能夠與未知節(jié)點(diǎn)通信的錨節(jié)點(diǎn)數(shù)量少于3個(gè)而不能定位的問題，本算法根據(jù)能夠與未知節(jié)點(diǎn)通信的錨節(jié)點(diǎn)數(shù)量，將定位過(guò)程分為3種情況：當(dāng)能夠與未知節(jié)點(diǎn)通信的錨節(jié)點(diǎn)數(shù)量等于或者大于3個(gè)時(shí)，直接使用三邊測(cè)量法進(jìn)行

4、定位；當(dāng)能夠與未知節(jié)點(diǎn)通信的錨節(jié)點(diǎn)數(shù)量為2個(gè)時(shí)，利用未知節(jié)點(diǎn)歷史時(shí)刻的位置信息輔助當(dāng)前時(shí)刻的未知節(jié)點(diǎn)定位，即把未知節(jié)點(diǎn)歷史時(shí)刻的位置作為錨節(jié)點(diǎn)的位置，速度值作為通信半徑對(duì)未知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行輔助定位；當(dāng)能夠與未知節(jié)點(diǎn)通信的錨節(jié)點(diǎn)只有1個(gè)時(shí)，通過(guò)灰預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)未知節(jié)點(diǎn)當(dāng)前時(shí)刻的移動(dòng)方向，然后結(jié)合未知節(jié)點(diǎn)歷史時(shí)刻位置信息和速度值來(lái)完成節(jié)點(diǎn)定位過(guò)程。仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng) RSSI定位算法和基于卡爾曼濾波的RSSI定位算相比，該算法的定位成功率提高了約30