無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法研究及改進(jìn).pdf

1、由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在國防軍事、衛(wèi)生醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)制造、交通管理等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛，近年來受到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了嵌入式技術(shù)、微電子技術(shù)、無線通信技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)以及分布式信息處理等先進(jìn)技術(shù)，它是傳統(tǒng)學(xué)科與信息技術(shù)相互融合的成果，是信息科學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)全新的發(fā)展方向。它能夠?qū)崟r(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)區(qū)域中各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息(如溫度、聲音、濕度、壓力等)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、感知和采集，并對(duì)這些采集到數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后通過無線方式

2、發(fā)送給用戶或者研究人員。而用戶或研究人員能夠利用這些數(shù)據(jù)的前提是能夠同時(shí)準(zhǔn)確獲得這些信息的采集位置，若無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無法提供位置信息，任何監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也就失去了實(shí)際存在意義。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　 目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位研究可分為基于測(cè)距和無需測(cè)距兩種模型?；跍y(cè)距的定位算法定位誤差較低，主要受測(cè)距誤差的影響，但這部分定位算法對(duì)節(jié)點(diǎn)硬件要求比較高，計(jì)算復(fù)雜，不適用于低功耗、低成本

3、的系統(tǒng)；基于無需測(cè)距的定位算法雖然定位誤差較大，但對(duì)節(jié)點(diǎn)硬件要求比較低，計(jì)算比較簡單。
　　 本文分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的經(jīng)典定位算法，在質(zhì)心定位算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)測(cè)距和無需測(cè)距模型提出了兩種改進(jìn)方案。方案一對(duì)原始質(zhì)心定位算法逐步進(jìn)行了加權(quán)化、誤差擴(kuò)大化/中心化、去中心化以及節(jié)點(diǎn)位置修正四個(gè)步驟的改進(jìn)，提出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于線性回歸的加權(quán)質(zhì)心定位算法。該定位算法利用改進(jìn)的加權(quán)質(zhì)心定位算法中節(jié)點(diǎn)位置誤差的分布規(guī)律，綜合應(yīng)用一元線

4、性回歸的數(shù)學(xué)模型來消除誤差，降低了節(jié)點(diǎn)的定位誤差，提高了節(jié)點(diǎn)定位比率。該算法適用于網(wǎng)絡(luò)中錨節(jié)點(diǎn)密度大且分布較均勻的情況。而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中錨節(jié)點(diǎn)密度較小時(shí)，基于無需測(cè)距模型的方案一的定位效果不是很好。因此基于測(cè)距模型，本文提出了方案二。方案二適用于解決網(wǎng)絡(luò)中錨節(jié)點(diǎn)數(shù)目較少時(shí)，部分未知節(jié)點(diǎn)無法實(shí)現(xiàn)自身定位的情況。融合三邊質(zhì)心定位算法、加權(quán)質(zhì)心定位算法以及Euclidean定位算法，提出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)Euclidean三邊加權(quán)質(zhì)心定位算法。該算法