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文檔簡介
1、災害發(fā)生時,對施救人員進行定位可以提高救援效率和搜救準確性;同時,對被困人員進行位置跟蹤可以指導其有序疏散從而減少二次損失與傷害。由于在設施布設、網絡性能、投入成本等多方面的優(yōu)勢,無線傳感器網絡(Wireless SensorNetworks,WSN)成為室內節(jié)點定位技術的理想選擇。本文選取常見的室內應急救援場景,在研究了無線傳感器網絡節(jié)點部署、定位算法及路由策略等問題后,提出了一套切實可行的應急救援定位系統,實現了室內人員位置信息的快
2、速準確獲取與及時可靠上傳。具體工作包括:
對常見建筑物室內構型進行分類,將其分為內廊區(qū)域與大空間區(qū)域,根據兩種空間的特點分別設計了三維空間下節(jié)點數量優(yōu)化的固定部署方法,實現了空間全覆蓋、網絡全連通。該部署方法方便了位置服務協議的展開,為定位算法與路由策略的實現提供了網絡基礎。最后引入隨機模型對節(jié)點部署方法的有效性進行了分析。
在確定了節(jié)點部署方法后,根據定位場景的不同,設計了內廊區(qū)域的粗粒度定位算法與大空間區(qū)域的細粒
3、度的定位算法。粗粒度算法以未知節(jié)點一跳鄰居錨節(jié)點組合來判斷未知節(jié)點大致范圍,在線性空間中滿足了定位需要。大空間中細粒度定位算法又分為需測距式與非測距式兩類。需測距的定位過程采用改進的RSSI(Received Signal Strength Indication)測距算法,通過求解多元方程組得出未知節(jié)點估計坐標,在此過程中使用了具有群智能的并行模式搜索(Parallel PatternSearch with Swarm Update,P
4、PSSU)算法;非測距方法先采用加權質心定位算法求出未知節(jié)點估計值,再通過簡化的無跡卡爾曼濾波(Unscented Kalman Filter, UKF)對所求得坐標值再精確。
獲取未知節(jié)點坐標后,研究了將坐標信息上傳至匯聚節(jié)點的路由策略。在對無線傳感網網絡路由相關問題認真梳理后,提出了一種改進的位置輔助多徑路由方法。改進算法的路由查找過程基于錨節(jié)點位置信息,數據轉發(fā)選用節(jié)點不相交多徑路由策略。與單徑路由和一般多徑路由算法相比
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