WSN定位技術(shù)研究.pdf

1、基于WSN(Wireless Sensor Network,無線傳感器網(wǎng)絡(luò))的定位是一種新的技術(shù),在環(huán)境監(jiān)測、國防軍事、倉庫管理、救災(zāi)搶先、維護秩序、預(yù)防控制等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景。目前利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)定位有基于測距技術(shù)和非測距技術(shù),基于測距技術(shù)的定位算法有TOA、TDOA、AOA、RSSI;基于非測距技術(shù)的定位算法主要有:質(zhì)心法、APIT算法、DV-HOP算法等。CC2431定位引擎基于RSSI(Received Sign

2、al Strength Indicator,接收信號強度指示)技術(shù),利用RSSI測距獲取節(jié)點間距離后,再利用三邊測量法計算盲節(jié)點的位置,由于測距誤差的存在,且RSSI易受環(huán)境影響,產(chǎn)生衰減,使定位精度較低。所以要建立一個穩(wěn)定的定位系統(tǒng),還有很多問題需要解決。
　　為了解決上述問題,本文需建立一個完整的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng),來完成整個定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、傳輸及顯示。本文對基于WSN定位的整體框架進行研究,搭建硬件平臺,分析并選擇網(wǎng)

3、絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),將采集的數(shù)據(jù)上傳至PC機,并對定位結(jié)果進行上位機顯示。
　　本文針對CC2431定位結(jié)果不穩(wěn)定及易受環(huán)境影響等特點進行分析。首先對無線傳輸模型的參數(shù)進行分析,并對主要參數(shù)進行最優(yōu)化選擇;重點研究RSSI易受環(huán)境影響的因素:節(jié)點傳輸距離、發(fā)射功率、電磁波干擾(藍牙干擾、手機通話干擾、WLAN干擾、微波爐干擾等)、障礙物、供電電源、天線高度、天線角度、大氣變化、濕度,硬件特性(天線的長短、材料的特性)等,對這些因素產(chǎn)生的定

4、位誤差進行分析,提出可行性解決方案。
　　針對CC2431定位精度低,誤差大,本文重點研究CC2431定位引擎與改進的加權(quán)質(zhì)心算法相結(jié)合的定位方法。通過在CC2431定位引擎中引入加權(quán)因子來體現(xiàn)參考節(jié)點對盲節(jié)點坐標決定權(quán)的大小,從而提高定位的準確性,并用硬件實現(xiàn)該算法。為驗證算法性能,在理想情況下通過對CC2431定位引擎及改進后算法進行比較,驗證了改進算法的優(yōu)越性。并針對物聯(lián)網(wǎng)實驗室內(nèi)不同環(huán)境干擾,提出采用傳統(tǒng)的最小二乘法對RS