基于無需測(cè)距的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法研究.pdf

1、隨著無線通信、集成電路、傳感器以及微機(jī)電系統(tǒng)等技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，低成本、低功耗、多功能的微型傳感器的大量生產(chǎn)成為可能。這些傳感器在微小體積內(nèi)通常集成了信息采集、數(shù)據(jù)處理和無線通信等多種功能。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的微型傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線通信形成的。由于其有著廣闊的應(yīng)用前景，同時(shí)很多相關(guān)的技術(shù)公司企業(yè)提供了一個(gè)很好的商業(yè)切入模式。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)引起了全世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一

2、個(gè)重要的功能就是能夠在一定的空間和時(shí)間范圍中，提供監(jiān)測(cè)區(qū)域中的相關(guān)信息。在目前的一些無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，例如目標(biāo)跟蹤和環(huán)境監(jiān)測(cè)，都需要知道準(zhǔn)確位置信息。事實(shí)上，在很多領(lǐng)域中，傳感器節(jié)點(diǎn)位置信息的獲取可以使傳感器提供的信息價(jià)值顯著提高。在目前的應(yīng)用中，大部情況下布置的傳感器節(jié)點(diǎn)是靜態(tài)的，傳感器節(jié)點(diǎn)位置信息可以在網(wǎng)絡(luò)配置時(shí)測(cè)量，或者通過給每個(gè)節(jié)點(diǎn)配置全球定位系統(tǒng)(GPS)來獲取。但是，考慮到網(wǎng)絡(luò)成本和網(wǎng)絡(luò)布置的局限性，這些方法是不可行的

3、。因而，傳感器節(jié)點(diǎn)定位算法成為目前研究的重點(diǎn)。 在典型的傳感器網(wǎng)絡(luò)模型中，僅僅只有少部分的傳感器節(jié)點(diǎn)可通過GPS或者其它技術(shù)可獲取自身的位置信息，而剩余的大部分傳感器節(jié)點(diǎn)需要通過定位算法去計(jì)算位置信息。目前應(yīng)用于傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位算法可以分為基于測(cè)距的和無需測(cè)距的定位算法。前者通過RSSI，TOA，TDOA等技術(shù)去測(cè)量相鄰節(jié)點(diǎn)間的實(shí)際距離或方位來計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的位置，但是節(jié)點(diǎn)成本高，硬件復(fù)雜，同時(shí)測(cè)量效果又受環(huán)境因素的影響。而后者由

4、于無需測(cè)距，能在一定定位精度條件下大大簡化硬件設(shè)備，同時(shí)具有較好的能效性。 本文討論了無需測(cè)距定位算法中的幾種典型算法的原理和特點(diǎn)，并對(duì)APIT算法和ROCRSSI算法進(jìn)行仿真分析比較。提出了一種基于無需測(cè)距的分布式特點(diǎn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法--多坐標(biāo)系下的分布式定位算法。該算法是一種無需測(cè)距的分布式定位算法，傳感器節(jié)點(diǎn)能在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)初始化的過程中估計(jì)出自身的大致位置。在該算法中，普通節(jié)點(diǎn)通過監(jiān)聽少數(shù)能提供地理位置信息的錨節(jié)點(diǎn)的