基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。從無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用角度出發(fā)，傳感器節(jié)點(diǎn)位置信息的獲得是任何應(yīng)用的基礎(chǔ)。在衛(wèi)星定位信號(hào)缺失或不宜采用衛(wèi)星定位系統(tǒng)等場(chǎng)景下，本文研究一種特殊的基于MC-CDMA的傳感器節(jié)點(diǎn)用于提供位置參考功能。假設(shè)在傳感目標(biāo)區(qū)域中撒放大量普通傳感器節(jié)點(diǎn)和少量該類節(jié)點(diǎn)，在近距離錨節(jié)點(diǎn)不足的環(huán)境下，該類節(jié)點(diǎn)可以通過與其它具有MC-CDMA模塊的已知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)距并實(shí)現(xiàn)高精度自身定位，然后升級(jí)為錨節(jié)點(diǎn)，進(jìn)

2、而為該網(wǎng)絡(luò)的其他未知節(jié)點(diǎn)提供位置參考功能。
　　 以下是本文的主要工作：
　　 首先，本文在分析幾種測(cè)距手段的基礎(chǔ)上，選擇了適合本文傳感器節(jié)點(diǎn)的基于擴(kuò)頻碼的MC-CDMA測(cè)距技術(shù)用于距離測(cè)量，并介紹了實(shí)現(xiàn)測(cè)距的基本原理。并且針對(duì)影響測(cè)距的各種誤差因素進(jìn)行分析，重點(diǎn)考慮了非視距誤差的抑制問題，從基于代價(jià)和基于應(yīng)用時(shí)機(jī)兩種角度對(duì)非視距誤差的抑制算法進(jìn)行分類。
　　 其次，重點(diǎn)分析介紹了本文研究的基于TOA 雙程測(cè)距的

3、傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案及具體工作流程。本傳感器節(jié)點(diǎn)分測(cè)距模塊和定位模塊兩部分，測(cè)距模塊由基于擴(kuò)頻碼的MC-CDMA 測(cè)距方案實(shí)現(xiàn)，本文主要從測(cè)距流程、精度控制等方面進(jìn)行闡述。而定位模塊的分析主要從硬件和軟件兩方面出發(fā)，本節(jié)點(diǎn)的硬件平臺(tái)是以S3C2440A 微處理器為中央控制芯片的開發(fā)板為基礎(chǔ)的，軟件是以裁剪后的嵌入式Linux 操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)的。由于本節(jié)點(diǎn)的測(cè)距模塊和定位模塊之間是通過串口連接的，所以對(duì)串口的設(shè)置進(jìn)行了分析介紹。另外對(duì)定位的

4、流程、發(fā)送的定位信息的格式等都進(jìn)行了相應(yīng)的介紹。
　　 最后，提出了一種適用于三維空間的節(jié)點(diǎn)定位算法。考慮到當(dāng)前多數(shù)定位研究都是基于二維空間的狀況，通過分析研究當(dāng)前基于三維空間的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的定位技術(shù)，提出了基于球面坐標(biāo)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)三維靜態(tài)定位算法，該算法是在(得知)四點(diǎn)球面坐標(biāo)的基礎(chǔ)上通過求球心坐標(biāo)的方法實(shí)現(xiàn)定位的。在如何選擇合適的四點(diǎn)問題上，本文提出了基于PIT方法進(jìn)行分析比較來獲得通信半徑內(nèi)的最佳四點(diǎn)來進(jìn)行定位計(jì)算