無線傳感器網(wǎng)絡(luò)四面質(zhì)心定位算法研究.pdf

1、21世紀末以來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)、通信技術(shù)、微電子系統(tǒng)、計算機技術(shù)等的發(fā)展，具有環(huán)境感知、信息處理、信號傳播的傳感器節(jié)點逐漸出現(xiàn)，而由其組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)及應(yīng)用也逐漸火熱。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種新興起的信息獲取和處理技術(shù)引起了人們的廣泛關(guān)注，更是近年來各國研究的熱點問題。在實際的應(yīng)用中，傳感器節(jié)點的自身位置信息在整個監(jiān)測過程中非常重要，因此，對定位技術(shù)的研究具有非常重要的意義。在實際的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，傳感器節(jié)點是隨機部署的，

2、其位置是不可知的，因此，在部署后需要對這些感知節(jié)點進行自身定位。
　　 本文基于節(jié)點定位在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中重要性，主要研究了節(jié)點定位算法。首先概述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，重點對節(jié)點定位技術(shù)進行了詳盡理論分析。根據(jù)已有的相關(guān)理論知道使用測距技術(shù)的定位能提高定位精度，但節(jié)點間測量到的距離很容易受多徑、多址干擾、非視距傳輸?shù)纫蛩氐挠绊憽６皇褂脺y距技術(shù)的定位可能減少節(jié)點的能量消耗。通過分析測距技術(shù)和不使用測距技術(shù)的優(yōu)點考慮，本文對兩類中

3、經(jīng)典的算法作了相關(guān)研究，并針對目前大多數(shù)優(yōu)秀的傳感器節(jié)點的定位算法還只局限于二維平面的情況，從三維環(huán)境中立體空間的定位出發(fā)，提出了一種面向三維立體空間的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自身定位算法--四面質(zhì)心定位算法。該算法充分考慮了實際的三維環(huán)境下立體空間對傳感器節(jié)點信號傳播的影響，并且引入數(shù)學(xué)中立體幾何的概念。本文提出的該算法，首先是引入了立體坐標系；再通過錨節(jié)點間的信息，建立幾何關(guān)系；然后通過未知節(jié)點與錨節(jié)點間的信息，提出定位近點；最后通過各定位

4、近點構(gòu)成的立體圖形，以其質(zhì)心作為未知節(jié)點的位置。這個過程中，有兩層計算過程，從而減少了誤差，一定程度上提高了定位精度。而在能量消耗方面本文使用了質(zhì)心定位作為第二階段的實際定位，基于其硬件成本低、能耗小等優(yōu)點，本文定位算法不需要額外增加成本就可以既增加了精度，而且在能量損耗方面得到了有效的控制。
　　 本文通過細致的理論分析了該算法的特點：首先該算法是基于網(wǎng)絡(luò)連通性的分布式的三維定位算法，節(jié)點間通信開銷相對完測距的定位算法有些增加