基于跳數(shù)比率的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位技術(shù)研究.pdf

1、節(jié)點定位技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）的主要支撐技術(shù)之一，即根據(jù)少數(shù)已知位置的節(jié)點，按某種定位機制確定自身位置。WSN中的傳感器節(jié)點在存儲、計算和電池供電等方面的能力有較大的限制，因此在保證一定定位精度的前提下，研究具有較低的計算復雜度和較低的節(jié)點間通信開銷的定位算法，從而減低功耗、延長網(wǎng)絡(luò)生存時間，對于WSN的實際大規(guī)模應(yīng)用具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。 本文首先對WSN節(jié)點定位技術(shù)的基本原理、計算方法以及性能評價指標等方面進

2、行研究總結(jié)，分析了現(xiàn)有各類定位算法的基本思想、應(yīng)用背景及性能。重點對適用于較大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的DV-Hop算法進行研究，深入分析了該算法的特點，針對其通信負載大、節(jié)點較少時定位誤差大等缺點，提出了一種改進算法。該算法采用網(wǎng)格型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置不同通信范圍的主副兩級錨節(jié)點進行輔助定位，將整個定位過程分為粗略位置約束和精確計算兩階段：㈠根據(jù)節(jié)點接收的信號強度，利用其與節(jié)點間歐氏距離的線性反比關(guān)系來縮小定位范圍，限制第二階段中節(jié)點通信的區(qū)域，

3、同時為最后的定位結(jié)果設(shè)置過濾條件；㈡在縮小的區(qū)域內(nèi)進行一次網(wǎng)絡(luò)泛洪來統(tǒng)計節(jié)點間最小跳數(shù)，用跳數(shù)比率構(gòu)造Apollonius Circle，最終利用三邊測量法和最大似然估計法進行節(jié)點定位。改進后的算法在Crossbow的MoteWorks2．0F平臺上、使用IRIS節(jié)點對其網(wǎng)絡(luò)通信負載、定位精度、邊緣穩(wěn)定性等指標進行了實際對比測試和驗證。結(jié)果表明，改進后的定位算法在不增加硬件開銷的基礎(chǔ)上，與傳統(tǒng)的DV-Hop算法相比，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)通信負載的