大型公共場所的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位.pdf

1、以全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)為代表的衛(wèi)星定位技術(shù)盡管已能在室外開闊環(huán)境提供高精度的定位服務(wù)，但在室內(nèi)、地下等封閉環(huán)境下，由于衛(wèi)星定位信號(hào)受到障礙物阻擋、多徑傳播等因素影響，難以有效定位。而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)定位技術(shù)因其成本低，易實(shí)施，抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為大規(guī)模室內(nèi)公共場所定位的一個(gè)重要研究方向。由于它具有大規(guī)模、自組織、多種多樣的感

2、知能力、強(qiáng)魯棒性和高容錯(cuò)性等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于軍事、醫(yī)療、智能家居、工農(nóng)業(yè)、災(zāi)難管理等眾多領(lǐng)域。在幾乎所有的應(yīng)用場景中，定位技術(shù)都是最重要最不可或缺的技術(shù)之一。
　　在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)中，應(yīng)用比較多的是基于測距(Rang-based)的定位技術(shù)和基于非測距（Rang-free）的定位技術(shù)?；跍y距的定位技術(shù)是需要直接測量出空間內(nèi)節(jié)點(diǎn)間的距離或角度信息，然后通過相關(guān)幾何算法來確定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置，因此定位精度比較高，但是對

3、硬件的要求比較高;而基于非測距的定位技術(shù)相對來說比較簡單，無需測量節(jié)點(diǎn)之間的實(shí)際距離，成本比較低，因此它的發(fā)展十分迅速。本文主要對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非測距定位算法中的DV-Hop定位算法進(jìn)行深入的研究和改進(jìn)，其中主要的創(chuàng)新型工作包括:對大型公共場所的定位需求和經(jīng)典的非測距定位算法DV-Hop進(jìn)行深入研究與分析。通過對現(xiàn)有的大量相關(guān)DV-Hop改進(jìn)算法進(jìn)行總結(jié);提出一種基于固定信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的非線性最小二乘優(yōu)化定位算法，即RHDV-Hop(Rect

4、angular Hybrid DV-Hop)定位算法。新型算法針對DV-Hop定位算法的誤差來源，主要做出以下優(yōu)化與改進(jìn):首先，將傳統(tǒng)的隨機(jī)拋撒節(jié)點(diǎn)這一布局方式改為將信標(biāo)節(jié)點(diǎn)固定在監(jiān)測區(qū)域外圍形成信標(biāo)節(jié)點(diǎn)環(huán);其次，根據(jù)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)與未知節(jié)點(diǎn)的部署比例，即平均跳數(shù)，進(jìn)行選取合適的平均每跳距離作為全局平均每跳距離進(jìn)行距離計(jì)算;最后，采用非線性最小二乘優(yōu)化算法Levenberg-Marquardt對未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。通過實(shí)驗(yàn)仿真表明，RH