基于RSSI的無線網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network)和無線局域網(wǎng)(WLan)在近年來發(fā)展迅速。區(qū)別于傳統(tǒng)有線連接，無線網(wǎng)絡(luò)擁有節(jié)點組網(wǎng)靈活，節(jié)點可移動等優(yōu)勢，伴隨而來的是網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的位置信息受到了更多關(guān)注。節(jié)點位置信息對基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起到支撐作用，對于節(jié)點位置的感知也可以使無線網(wǎng)絡(luò)提供更多基于位置的服務(wù)。已有的定位方式中最為著名的為GPS(Global Positioning System)，然而它也存在應(yīng)用局限?；赗SSI

2、的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位技術(shù)直接依據(jù)信號衰減原理，不需要網(wǎng)絡(luò)節(jié)點增加額外的設(shè)備和通信開銷，成為定位領(lǐng)域研究的熱點。
　　本文對基于RSSI的定位技術(shù)進行了如下研究:
　　(1)首先利用無線信號自由空間傳輸模型，擬合得到無線信號RSSI與距離的關(guān)系。在三邊定位技術(shù)的基礎(chǔ)上，引入了概率的思想，用相應(yīng)信號強度出現(xiàn)的頻率估計目標(biāo)節(jié)點的位置，提出一種基于概率的定位算法LRPD，以應(yīng)對接收端RSSI呈現(xiàn)波動態(tài)勢的問題。在真實環(huán)境中，使用Int

3、el無線網(wǎng)卡和Samsung平板電腦進行了實驗，將LRPD算法與傳統(tǒng)的質(zhì)心定位方法和三邊定位法進行了比較。此外，針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相對稀疏的場景，提出了一個移動節(jié)點移動路徑控制算法，借助移動過程中目標(biāo)節(jié)點RSSI值變化，對目標(biāo)節(jié)點進行追蹤定位。
　　(2)區(qū)別于室外空曠區(qū)域，室內(nèi)無線信號反射、折射和繞射現(xiàn)象復(fù)雜，RSSI和節(jié)點間距離關(guān)系難以用函數(shù)計算，本文對RSSI指紋定位法（經(jīng)驗?zāi)Ｐ投ㄎ环ǎ┻M行了研究。利用C++仿真實驗，測

4、試了k-近鄰算法性能，對于可能影響定位精度的因素進行了對比實驗，找出影響定位精度的主要原因。在此基礎(chǔ)之上，提出了改進的k-近鄰算法IKNN，通過增添虛擬節(jié)點和動態(tài)k值選擇技術(shù)提高定位精度。對比實驗表明，相較于傳統(tǒng)的k-近鄰算法，改進的算法定位精度提高約16％。
　　(3)綜合以上2種算法，本文利用TI-CC2430傳感器節(jié)點設(shè)計和實現(xiàn)了一套室內(nèi)定位系統(tǒng)。系統(tǒng)首先使用IKNN算法中的虛擬參考節(jié)點設(shè)立和動態(tài)k值選擇技術(shù)，選取目標(biāo)節(jié)點周