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

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN）是由大量自組織地分布在監(jiān)測(cè)區(qū)域中的廉價(jià)的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)組成的多跳網(wǎng)絡(luò)。它們互相合作采集、傳輸、處理該網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)信息，并整理出有價(jià)值的信息反饋給網(wǎng)絡(luò)的接收者。近年來(lái)，技術(shù)的發(fā)展使得無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)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(cè)等，具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　在無(wú)線傳感網(wǎng)中，位置信息是很多應(yīng)用的前提條件，因此無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的定位是無(wú)線傳感網(wǎng)

2、絡(luò)中的研究熱點(diǎn)之一。近年來(lái)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模應(yīng)用中，基于測(cè)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(cè)距的定位算法也受到越來(lái)越多的關(guān)注。
　　本文在三維空間中，針對(duì)大規(guī)模無(wú)線傳感器的部署，提出了符合正態(tài)分布的節(jié)點(diǎn)定位的模型，改進(jìn)的DV-Hop的定位算法。算法限制節(jié)點(diǎn)跳數(shù)并引入加權(quán)系數(shù)重新計(jì)算節(jié)點(diǎn)的單跳距離，最終通過(guò)外建坐標(biāo)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(cè)距與非測(cè)距算法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出混合定位算

3、法并改進(jìn)來(lái)節(jié)省能耗。本文主要的研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用，定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀等。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究三維空間的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的基于測(cè)距和基于非測(cè)距的典型的定位技術(shù)及其改進(jìn)技術(shù)。
　　2.針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在三維空間中大規(guī)模部署的特點(diǎn)，提出了符合實(shí)際應(yīng)用的，無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)分布模型，并根據(jù)該模型建立無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位的高斯分布模型。針對(duì)該模型，修正單跳測(cè)距方式，并引入外建坐標(biāo)系，

4、提出符合該模型的DV-Hop-Cube算法。實(shí)驗(yàn)表明相對(duì)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(cè)距與非測(cè)距的定位算法的優(yōu)缺點(diǎn)。在DV-Hop中引入共面值，在RSSI中引入誤差修正模型，分別對(duì)兩種算法進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的算法分別稱之為IDV-Hop和IRSSI。隨后本文對(duì)兩種改進(jìn)的算法在測(cè)距和計(jì)算方面進(jìn)行融合提出了三維混合定位的IHDR算法。實(shí)驗(yàn)表明，算法融合了兩者的優(yōu)點(diǎn)