三維空間中無線傳感器網(wǎng)絡高能效混合定位技術(shù)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network,WSN）是由大量自組織地分布在監(jiān)測區(qū)域中的廉價的無線傳感器節(jié)點組成的多跳網(wǎng)絡。它們互相合作采集、傳輸、處理該網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)信息，并整理出有價值的信息反饋給網(wǎng)絡的接收者。近年來，技術(shù)的發(fā)展使得無線傳感器網(wǎng)絡的應用也延伸到了更廣闊的空間如智能塵埃、海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等，具有廣泛的應用前景。
　　在無線傳感網(wǎng)中，位置信息是很多應用的前提條件，因此無線傳感器節(jié)點的定位是無線傳感網(wǎng)

2、絡中的研究熱點之一。近年來在無線傳感器網(wǎng)絡的大規(guī)模應用中，基于測距的算法在定位精度方面表現(xiàn)優(yōu)秀，隨著節(jié)能要求的提高，基于非測距的定位算法也受到越來越多的關(guān)注。
　　本文在三維空間中，針對大規(guī)模無線傳感器的部署，提出了符合正態(tài)分布的節(jié)點定位的模型，改進的DV-Hop的定位算法。算法限制節(jié)點跳數(shù)并引入加權(quán)系數(shù)重新計算節(jié)點的單跳距離，最終通過外建坐標系輔助定位提高了定位的精度和定位覆蓋率。隨后總結(jié)測距與非測距算法的優(yōu)缺點，提出混合定位算

3、法并改進來節(jié)省能耗。本文主要的研究內(nèi)容如下：
　　1.研究了無線傳感器網(wǎng)絡的基本特點與結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵技術(shù)及其應用，定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀等。在此基礎上，重點研究三維空間的無線傳感網(wǎng)絡的基于測距和基于非測距的典型的定位技術(shù)及其改進技術(shù)。
　　2.針對無線傳感器網(wǎng)絡在三維空間中大規(guī)模部署的特點，提出了符合實際應用的，無線傳感器節(jié)點分布模型，并根據(jù)該模型建立無線傳感器網(wǎng)絡定位的高斯分布模型。針對該模型，修正單跳測距方式，并引入外建坐標系，

4、提出符合該模型的DV-Hop-Cube算法。實驗表明相對于經(jīng)典的三維DV-Hop算法，該算法有效地提高了定位精度和覆蓋率。
　　3.文章分析了三維空間中，基于測距與非測距的定位算法的優(yōu)缺點。在DV-Hop中引入共面值，在RSSI中引入誤差修正模型，分別對兩種算法進行改進，改進后的算法分別稱之為IDV-Hop和IRSSI。隨后本文對兩種改進的算法在測距和計算方面進行融合提出了三維混合定位的IHDR算法。實驗表明，算法融合了兩者的優(yōu)點