無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于RSSI的三維定位改進(jìn)算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)的出現(xiàn)引起了全世界的廣泛關(guān)注。作為當(dāng)今信息領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，涉及多個(gè)學(xué)科、多種技術(shù)，主要包括：網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、核心支撐技術(shù)、自組織管理、開發(fā)與應(yīng)用。豐富的核心支撐技術(shù)使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了一個(gè)具體的面向特定應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。作為核心支撐技術(shù)之一的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)是所有應(yīng)用的基礎(chǔ)，因?yàn)樵诓恢老鄳?yīng)的位置信息的情況下，傳感數(shù)據(jù)往往是沒有任何意義的。
　　

2、在WSN的節(jié)點(diǎn)定位算法中，根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類結(jié)果，根據(jù)定位算法是否需要通過物理測(cè)量來獲得節(jié)點(diǎn)之間的距離(或角度)信息，可以把定位算法分為兩類：基于距離的定位算法和距離無關(guān)的定位算法。經(jīng)過研究可知，前者總體上能取得較好的定位精度，因此，本文重點(diǎn)研究了基于距離的節(jié)點(diǎn)定位算法。
　　 本文的主要工作歸納如下：
　　 (1)簡(jiǎn)單介紹無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)，深入研究了現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法的相關(guān)知

3、識(shí)及基本原理，對(duì)這些算法進(jìn)行介紹、分析、分類和比較，總結(jié)各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　 (2)分析對(duì)比了現(xiàn)在常用的測(cè)距方式：紅外線、超聲波、(3PS和RSSI等，重點(diǎn)研究了基于RSSI測(cè)距的定位算法，它無須額外硬件支持，僅僅利用對(duì)接收端無線信號(hào)的強(qiáng)度來計(jì)算發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)間的距離，基于RSSI的定位算法提供了最廉價(jià)的定位方法，所以基于RSSI的定位算法是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位過程中較常采用的方法，然而，實(shí)際應(yīng)用中，由于多徑和非視線傳播等造成

4、的信號(hào)傳播模型的復(fù)雜性，往往會(huì)導(dǎo)致RSSI測(cè)距具有很大的不穩(wěn)定性，從而造成較大范圍的定位誤差。針對(duì)以上問題，本文提出了利用局部性原理來削減測(cè)距的不穩(wěn)定性，即通過錨節(jié)點(diǎn)之間通信來獲得其所在位置的的衰減系數(shù)。
　　 (3)目前，大部分定位算法都是基于二維平面的算法。在實(shí)際應(yīng)用中，節(jié)點(diǎn)的分布往往在地形比較復(fù)雜的三維空間環(huán)境中，二維平面中的算法在應(yīng)用中會(huì)有很多問題。因此，三維空間中節(jié)點(diǎn)定位算法十分必要，針對(duì)應(yīng)用范圍的問題，本文提出了將R

5、SSI測(cè)距擴(kuò)展到三維的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中。
　　 (4)由于主客觀原因估測(cè)得到的多個(gè)節(jié)點(diǎn)位置可能存在明顯錯(cuò)誤，本文提出對(duì)這些估計(jì)位置進(jìn)行過濾，當(dāng)多數(shù)估計(jì)位置比較集中，而少數(shù)估計(jì)位置離集中位置比較遠(yuǎn)，我們可認(rèn)為這幾個(gè)少數(shù)位置是不可靠估計(jì)位置，可以除掉，其他位置認(rèn)為是可靠的，以此來提高定位精度。
　　 (5)最后，用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn)后算法的定位性能。采用MATLAB7.1仿真工具對(duì)基于RSSI的定位算法在二維空間中(RSSI-2D)