三維傳感網(wǎng)絡(luò)空間定位3DV-Distance差分算法研究及其特性分析.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量的、低成本的集成化微型傳感器節(jié)點通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是通過協(xié)作的方式感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。它是涉及傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、嵌入式技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)、微電子制造技術(shù)、軟件編程技術(shù)等多學(xué)科的綜合性技術(shù)，是多學(xué)科高度交叉、新興、前沿的一個熱點研究領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用于軍事、環(huán)境、醫(yī)療、智能家居、城市交通、空間探索、

2、大型車間和倉庫管理等領(lǐng)域。位置信息是事件位置報告、地理路由、目標(biāo)跟蹤和網(wǎng)絡(luò)管理等系統(tǒng)功能的前提。為了提供有效的位置信息，采集到數(shù)據(jù)的節(jié)點必須實時的進行定位，因此節(jié)點定位是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　 目前針對二維空間的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位研究已經(jīng)趨于成熟，而三維空間中節(jié)點定位問題的研究工作和成果還較少。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各領(lǐng)域應(yīng)用的不斷深入，及時開展三維空間定位技術(shù)的理論與應(yīng)用研究，是順應(yīng)科技發(fā)展和時代發(fā)展需要的

3、。
　　 本文介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、特點、研究現(xiàn)狀、應(yīng)用領(lǐng)域和關(guān)鍵技術(shù)，指出了節(jié)點定位技術(shù)的研究意義、基本概念、基本原理、分類和常用的節(jié)點定位算法性能指標(biāo)，總結(jié)了幾種典型的節(jié)點定位系統(tǒng)和算法。本文為了更好的探討三維傳感網(wǎng)絡(luò)空間定位問題，首先對二維平面上的節(jié)點定位算法進行分析。在深入研究二維平面上DV-Distance差分定位算法及改進型DV-Distance差分算法的基礎(chǔ)上提出了新型二維DV-Distance差分定位算

4、法，該算法將改進型算法中的基于單位距離的DV-Distance差分算法進行修正，通過將定位后的未知節(jié)點按照一定要求升級為信標(biāo)節(jié)點來擴充網(wǎng)絡(luò)中信標(biāo)節(jié)點的個數(shù)，這樣未定位的未知節(jié)點可參考的信標(biāo)節(jié)點數(shù)量就相應(yīng)增大，從而使未知節(jié)點到信標(biāo)節(jié)點的有效距離誤差減小，降低了定位誤差。通過MATLAB仿真，對兩種算法進行定位效果和定位精度比較后得出新型二維DV-Distance差分定位算法一定程度上提高了定位精度。其次，在二維平面新型二維DV-Dista

5、nce差分定位算法相關(guān)結(jié)論的基礎(chǔ)上，本文提出了三維傳感網(wǎng)絡(luò)空間定位的3DV-Distance差分算法。該算法在計算誤差修正值和未知節(jié)點到信標(biāo)節(jié)點的有效距離時，選擇距離未知節(jié)點最近的四個信標(biāo)節(jié)點進行計算，并仍利用擴充信標(biāo)節(jié)點的方法增加參考節(jié)點的個數(shù)，當(dāng)未知節(jié)點得到距四個信標(biāo)節(jié)點的空間有效距離時即可確定其位置坐標(biāo)。將基于單位距離的DV-Distance差分算法擴展到三維空間，將其與3DV-Distance差分算法進行仿真比較和特性分析，結(jié)果