無線傳感器網(wǎng)絡(luò)測距定位的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN:Wireless Sensor Network)作為一種全新的信息獲取手段,在軍事、醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測等眾多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采集的數(shù)據(jù)、對目標的追蹤、網(wǎng)絡(luò)拓撲管理等都需要確定的位置信息才有意義,因此,節(jié)點定位作為’WSN眾多核心技術(shù)之一,對WSN應(yīng)用的有效性起著關(guān)鍵的作用。
　　 本文首先分析了無線傳感網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù),介紹了定位算法的分類,分析比較了各種測距技術(shù)的優(yōu)缺點,得出在各種測距技術(shù)中

2、RSSI(Receive Single Strength Indicator)測距技術(shù)更適合對硬件的要求低、廉價、低功耗的無線傳感領(lǐng)域,并描述了目前定位研究存在的一些問題。接著利用Crossbow提供的Micaz節(jié)點進行了基于RSSI測距技術(shù)的定位實驗,得到了在同樣距離下RSSI值隨發(fā)射天線變化而變化的規(guī)律,并且針對RSSI值受發(fā)射天線角度影響的問題。通過實驗建立了RSSI值與天線角度的關(guān)系,通過一定位置分布的錨節(jié)點對普通節(jié)點的位置進行

3、估測,從而估測信號發(fā)射天線的角度,對RSSI值進行角度補償,降低了天線角度對定位的不良影響。而后采用了一種多錨節(jié)點關(guān)聯(lián)的方法,進一步提高節(jié)點估計位置的準確度,更有效地減小了信號發(fā)射天線角度對測距的影響。
　　 而由于RSSI值很容易受周圍環(huán)境和人為因素的影響,會導(dǎo)致根據(jù)RSSI值計算出來的距離會有一定的誤差。為了在距離存在一定誤差的情況下計算出比較準確的位置,本文分析了常用的定位方法最大似然估計法,分析了影響定位精度的因素,把M

4、DS多維定標技術(shù)應(yīng)用到基于RSSI的無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位中,并且分析了經(jīng)典MDS的特點,對MDS做出了改進,進一步減小了誤差。實驗證明:MDS定位法的定位誤差比最大似然估計法小。使用MDS定位法后節(jié)點的平均定位誤差比極大似然估計法小5％。
　　 本文還利用Crossbow公司的MICAz套件,搭建了一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)。使用NesC語言對傳感器節(jié)點編程,并結(jié)合TinyOS操作系統(tǒng)實現(xiàn)了傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)采集。并且通過無線信號