基于移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)的無線傳感網(wǎng)三維節(jié)點(diǎn)定位方法研究.pdf

1、近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)在智能醫(yī)療監(jiān)護(hù)、環(huán)境監(jiān)控、軍事偵察等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。WSN在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用都需要對(duì)節(jié)點(diǎn)自身位置的定位，離開了位置信息，WSN感知的數(shù)據(jù)也就失去了意義。目前WSN定位技術(shù)的研究主要集中在二維平面，而現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的傳感器節(jié)點(diǎn)基本都分布在三維場(chǎng)景中。因此，研究具有高精度、低成本、低能耗的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)三維空間節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)及求精方法已成為目前WSN研究

2、最重要的方向之一。
　　首先，本文綜述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究背景、意義以及支撐WSN網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)對(duì)無線傳感器定位技術(shù)以及目前國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，特別是對(duì)目前定位技術(shù)中具有代表性的定位模型、算法進(jìn)行了闡述。隨后介紹了定位技術(shù)的相關(guān)概念、性能指標(biāo)及其分類。
　　其次，定位技術(shù)的定位精度很大程度上取決于WSN網(wǎng)絡(luò)中錨節(jié)點(diǎn)密度的大小，而錨節(jié)點(diǎn)的多少直接決定網(wǎng)絡(luò)成本的高低。另外，國內(nèi)外研究目前大多停留在二維層面，對(duì)三維空間下的定位

3、技術(shù)研究還不充分。因此，本文對(duì)三維空間下基于移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)輔助定位技術(shù)進(jìn)行了學(xué)習(xí)后，提出改進(jìn)算法：在三維場(chǎng)景下基于接收信號(hào)強(qiáng)度指示(Received Signal Strength Indicator，RSSI)測(cè)距并利用移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)輔助定位算法，同時(shí)，采用移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)按照改進(jìn)軌跡移動(dòng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)三維定位，而且可以解決在固定錨節(jié)點(diǎn)較少環(huán)境下對(duì)未知節(jié)點(diǎn)的定位問題。
　　再次，RSSI測(cè)距硬件要求低，定位精度較高，但RSSI測(cè)距需要依靠傳感

4、器節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)的強(qiáng)弱來實(shí)現(xiàn)定位，容易被環(huán)境等因素所干擾，導(dǎo)致由 RSSI得出的位置信息存在著一定誤差，本文通過對(duì)RSSI測(cè)距的原理、影響因素、其改進(jìn)算法 ERSS的學(xué)習(xí)研究后，在ERSS算法的基礎(chǔ)上對(duì)RSSI值進(jìn)行修正，對(duì)符合ERSS條件的RSSI值通過加權(quán)質(zhì)心算法，再進(jìn)行擴(kuò)展卡爾曼濾波處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)RSSI的優(yōu)選，從而提高定位精度。
　　最后，通過 Matlab搭建了一個(gè)能夠適用于多種算法的公共平臺(tái)，通過仿真驗(yàn)證，本文改進(jìn)方法與傳