基于RSSI帶誤差補(bǔ)償?shù)臒o線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法研究及實(shí)現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensor Network:WSN）使用了嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)、分布式信息處理等技術(shù)，不需要復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施就能實(shí)現(xiàn)無線通信。通過微傳感器協(xié)作對各種環(huán)境或監(jiān)測對象信息進(jìn)行采集、感知，通過嵌入式系統(tǒng)以多跳中繼方式進(jìn)行信息傳遞。WSN被廣泛應(yīng)用于目標(biāo)跟蹤、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療領(lǐng)域、石油管道泄漏的檢測和軍事應(yīng)用等方面。
　　節(jié)點(diǎn)定位在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中具有非常重要的作用，節(jié)點(diǎn)定位是目標(biāo)

2、跟蹤、預(yù)測目標(biāo)軌跡、監(jiān)測目標(biāo)行動路線等研究的基礎(chǔ)?？捎糜诰W(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾砗凸?jié)點(diǎn)位置路由協(xié)議。設(shè)計(jì)定位算法已經(jīng)成為重要的一個(gè)研究方向。本文研究內(nèi)容如下：
　　1．針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位的基本原理、分類和典型定位算法進(jìn)行分析。在分析無線信號衰減模型的基礎(chǔ)上，對RSSI非測距誤差進(jìn)行研究。針對測距誤差，對測距誤差補(bǔ)償方法進(jìn)行改進(jìn)，重點(diǎn)分析幾種常用的補(bǔ)償方法，包括加權(quán)均值修正算法和高斯處理算法等，分析這些算法的定位原理和過程，重點(diǎn)針對障礙物引

3、起的測距誤差，在已有的補(bǔ)償方法基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一種綜合改進(jìn) RSSI定位算法。實(shí)現(xiàn)了定位性能和算法精度的折中。分別對高斯處理、均值處理和兩者綜合改進(jìn)進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證了綜合改進(jìn)型 RSSI定位算法的穩(wěn)定性和優(yōu)越性。另外，對于綜合改進(jìn)算法的能量消耗進(jìn)行分析，利用代理節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)位置信息的更新，采取休眠機(jī)制和能量平衡兩種優(yōu)化方法。
　　2．針對RSSI本身測距誤差較大的不足，提出改進(jìn)DV-Hop定位算法，針對算法中使用平均跳距代替直線距離產(chǎn)生的

4、測距誤差，提出基于平均跳距修正和錨節(jié)點(diǎn)選擇的改進(jìn)算法。利用Matlab從錨節(jié)點(diǎn)數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)連通度、平均覆蓋率三個(gè)方面對改進(jìn)算法進(jìn)行仿真，理論分析與仿真結(jié)果表明，改進(jìn)算法比原有算法具有更好的定位精度。
　　3．為了驗(yàn)證仿真算法，搭建實(shí)驗(yàn)所用通訊模塊的硬件平臺 JN5139，并在軟件平臺基礎(chǔ)上重點(diǎn)分析通訊定位節(jié)點(diǎn)的定位命令和軟件流程。利用Zigbee網(wǎng)絡(luò)建立一個(gè)井下人員定位系統(tǒng)，針對人員移動節(jié)點(diǎn)和錨節(jié)點(diǎn)處于不同高度這一特點(diǎn)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)基