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

1、節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)是無(wú)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(diǎn)，按某種定位機(jī)制確定自身位置。WSN中的傳感器節(jié)點(diǎn)在存儲(chǔ)、計(jì)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(jì)算復(fù)雜度和較低的節(jié)點(diǎn)間通信開(kāi)銷的定位算法，從而減低功耗、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間，對(duì)于WSN的實(shí)際大規(guī)模應(yīng)用具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 本文首先對(duì)WSN節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)的基本原理、計(jì)算方法以及性能評(píng)價(jià)指標(biāo)等方面進(jìn)

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(diǎn)對(duì)適用于較大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的DV-Hop算法進(jìn)行研究，深入分析了該算法的特點(diǎn)，針對(duì)其通信負(fù)載大、節(jié)點(diǎn)較少時(shí)定位誤差大等缺點(diǎn)，提出了一種改進(jìn)算法。該算法采用網(wǎng)格型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過(guò)設(shè)置不同通信范圍的主副兩級(jí)錨節(jié)點(diǎn)進(jìn)行輔助定位，將整個(gè)定位過(guò)程分為粗略位置約束和精確計(jì)算兩階段：㈠根據(jù)節(jié)點(diǎn)接收的信號(hào)強(qiáng)度，利用其與節(jié)點(diǎn)間歐氏距離的線性反比關(guān)系來(lái)縮小定位范圍，限制第二階段中節(jié)點(diǎn)通信的區(qū)域，

3、同時(shí)為最后的定位結(jié)果設(shè)置過(guò)濾條件；㈡在縮小的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò)泛洪來(lái)統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)間最小跳數(shù)，用跳數(shù)比率構(gòu)造Apollonius Circle，最終利用三邊測(cè)量法和最大似然估計(jì)法進(jìn)行節(jié)點(diǎn)定位。改進(jìn)后的算法在Crossbow的MoteWorks2．0F平臺(tái)上、使用IRIS節(jié)點(diǎn)對(duì)其網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)載、定位精度、邊緣穩(wěn)定性等指標(biāo)進(jìn)行了實(shí)際對(duì)比測(cè)試和驗(yàn)證。結(jié)果表明，改進(jìn)后的定位算法在不增加硬件開(kāi)銷的基礎(chǔ)上，與傳統(tǒng)的DV-Hop算法相比，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)載的