基于RSSI量化模型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)研究.pdf

1、隨著傳感器技術(shù)，低能耗電子和射頻技術(shù)的發(fā)展，低能耗、廉價(jià)的無線微傳感器逐漸得到大規(guī)模應(yīng)用，相應(yīng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可用于軍事、商業(yè)、醫(yī)療救護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等諸多領(lǐng)域，已成為計(jì)算機(jī)和通信領(lǐng)域中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大量應(yīng)用都依賴于節(jié)點(diǎn)的位置信息，如戰(zhàn)場(chǎng)偵察、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、室內(nèi)物品的跟蹤等現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控應(yīng)用中，都需要知道傳感器節(jié)點(diǎn)的位置信息。由于傳感器節(jié)點(diǎn)受到成本、能量和體積的限制，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的定位遇到了新的挑

2、戰(zhàn)，在滿足精度要求的前提下還要求算法必須是低能耗、低復(fù)雜性。目前的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位的技術(shù)主要有基于測(cè)距（Range—Based）的定位技術(shù)和無需測(cè)距（Range—Free）的定位技術(shù)。前者盡管精度較高，但是大都需要額外地增加硬件開銷，不適用于常規(guī)的傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場(chǎng)景；而無需測(cè)距定位技術(shù)在不需要復(fù)雜硬件設(shè)備，不需要知道未知節(jié)點(diǎn)到錨節(jié)點(diǎn)的距離或進(jìn)行距離測(cè)量，在成本和功耗方面與前者相比具有顯著優(yōu)勢(shì)。 因此，本文重點(diǎn)研究了無需測(cè)

3、距的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法。主要的研究工作從以下幾個(gè)方面展開：（1）深入研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)的基本原理，對(duì)現(xiàn)有的一些定位算法作了合理的分析和研究，總結(jié)其特點(diǎn)并指出了其局限性。（2）重點(diǎn)研究了DV—Hop定位算法，分析和比較了針對(duì)其三個(gè)不同階段的各類改進(jìn)算法，指出了相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)和不足。（3）引進(jìn)RSSI量化模型對(duì)DV—Hop算法的第一階段進(jìn)行改進(jìn)，提出了一種新的算法。其原理是通過RSSI量化模型來細(xì)化節(jié)點(diǎn)間的位置信息，從而達(dá)到提

4、高定位精度的目的。仿真結(jié)果表明：改進(jìn)后的定位算法在增加少量計(jì)算開銷的情況下，改善了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高了定位的精度。（4）引入Chan算法對(duì)DV—Hop定位算法的第三階段進(jìn)行了改進(jìn)，并通過分步求精策略來對(duì)定位結(jié)果進(jìn)行修正，以提高定位的精度。仿真結(jié)果表明：改進(jìn)后的算法能在一定程度內(nèi)提高定位的精度。（5）擴(kuò)展了日內(nèi)瓦大學(xué)的ad—hoc仿真平臺(tái)AlgoSenSim，并在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了DV—Hop算法和本文兩種改進(jìn)算法的仿真實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)對(duì)改進(jìn)