面向消防現(xiàn)場的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)研究.pdf

1、近年來,各種自然災(zāi)害與人為災(zāi)害頻繁發(fā)作,而復(fù)雜的災(zāi)害現(xiàn)場對救援提出了更高要求。建立消防現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)可為消防現(xiàn)場指揮調(diào)度和救援提供依據(jù),而對監(jiān)控節(jié)點和消防員的定位則是建立消防現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的一個關(guān)鍵問題。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)在眾多場合的成功應(yīng)用,將便攜式WSN節(jié)點快速部署在消防現(xiàn)場使現(xiàn)場情況的監(jiān)測和對消防員的定位成為可能。而在運用WSN實現(xiàn)定位的過程中,必須結(jié)合具體應(yīng)用特點解決相關(guān)關(guān)鍵問題。
　　從消防現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜的特點出發(fā),

2、結(jié)合無線通信的傳播特性,構(gòu)建基于超寬帶技術(shù)的消防現(xiàn)場WSN,改進了基于接收信號強度(RSSI)的加權(quán)質(zhì)心定位算法,并對定位結(jié)果進行優(yōu)化。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)針對室內(nèi)和野外兩種應(yīng)用場合,分別建立兩種超寬帶信道衰減模型,分析測距誤差情況;并針對室內(nèi)測距誤差大的特點,提出采用信標節(jié)點相互定位的方法校正測距誤差,研究結(jié)果表明,該方法可有效保證測距精度。
　　(2)針對加權(quán)質(zhì)心定位算法簡單易行,但定位精度低的問題,在有效提高

3、測距精度的前提下,改進了基于RSSI的加權(quán)質(zhì)心定位算法,并分別采用粒子群算法和量子粒子群算法對定位結(jié)果進行優(yōu)化。研究結(jié)果表明,采用粒子群算法和量子粒子群算法優(yōu)化后的加權(quán)質(zhì)心定位算法定位精度較高,并且不易受環(huán)境因素的影響,可以有效提高定位精度和穩(wěn)定度。
　　(3)針對信標節(jié)點需求過多造成的高成本問題,采用遞增式定位過程,在信標節(jié)點數(shù)量不足時,將已定位的未知節(jié)點轉(zhuǎn)化為次級信標節(jié)點參與定位,有效地減少定位中信標節(jié)點的數(shù)量,降低成本。仿真