無線傳感器網絡中的節(jié)點定位方法研究.pdf

1、無線傳感器網絡在醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測和軍事等領域有著廣闊的應用前景，是近年來研究的一個熱門課題。在人多數(shù)應用中，如火范圍的動物跟蹤，敵占區(qū)情報偵察，地質環(huán)境惡劣地區(qū)的環(huán)境監(jiān)測等，節(jié)點定位都是一項必不可少的關鍵技術。從1992年AT&T Laboratoroies Canlbridge開發(fā)出室內定位系統(tǒng)ActiveBadge至今，已經有許多定位系統(tǒng)和算法被陸續(xù)提山，都是分別針對不同的問題和應用來解決無線傳感器網絡的節(jié)點自定位問題。

2、本文的研究工作就是圍繞無線傳感器網絡的節(jié)點自定位問題而展開。由于不同的應用對節(jié)點定位有不同要求，因此定位方法的研究應針對特定的應用場景。本文考慮的應用場景是高密度高連接度的網絡，相鄰節(jié)點間能進行一定精度的測距，不同的監(jiān)測任務對節(jié)點定位精度有不同要求，定位精度可由粗到細?；谠搼脠鼍?，我們需要研究以下兩個問題：一是研究具有較高的定位精度、較少的通信量和計算量的定位方法；二是研究在一定通信量和計算量的約束條件下具有靈活性的定位方法。

3、 針對第一個問題，本文對現(xiàn)有的眾多節(jié)點自定位方法進行了調研和分析后，發(fā)現(xiàn)具有廣泛適應性和魯棒性的MDS算法較適合本文提出的應用場景，因此把它作為研究的起點。在對MDS算法進行深入分析和研究后，本文確定了在已知部分測距信息的情況下采取先求初值再進行迭代計算的基本定位模式，接著對現(xiàn)有的幾種初值計算方法進行了詳細分析，并對其中一種初值生成算法進行了改進，提出了AFL直角坐標初值生成算法。隨后，在MDS算法的基礎上，本文提出了隨機擴散的分布式

4、定位算法，并對其進行了詳盡的復雜度分析和廣泛的仿真試驗。與同類算法相比，隨機擴散的分布式定位算法只需更少的計算量和通信量就能達到較高的定位精度。 針對第二個問題，本文提出了分層定位的思想，研究了一種集中與分布相結合的定位方法。通過篩選具有固定連接度的框架節(jié)點并分步定位，使得該方法的計算復雜度與網絡連接度無關，更能適用于高連接度的網絡。由于采用了分層定位的策略，該方法能快速獲得整個網絡框架結構的粗定位結果，并能根據不同的要求實現(xiàn)部