自組織網(wǎng)絡(luò)的無線定位算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(WSN)是一門嶄新的嵌入式無線技術(shù)，在軍事和民用上都具有相當(dāng)?shù)那熬?，隨著WSN相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，WSN應(yīng)用產(chǎn)品的增長、社會(huì)各行業(yè)對(duì)解決方案的爆發(fā)性需求，使得WSN成為21世紀(jì)公認(rèn)的除互聯(lián)網(wǎng)以外的第二大泛在網(wǎng)絡(luò)。而且無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的某些路由機(jī)制、覆蓋信息、負(fù)載均衡和拓?fù)淇刂频榷家蕾囉诰W(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)的位置信息。因此，通過部署大量傳感器節(jié)點(diǎn)至目標(biāo)區(qū)域，WSN將改變我們與客觀世界的交互方式。 本文介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

2、的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，并根據(jù)不同的特點(diǎn)進(jìn)行了基本分類，并介紹和分析了常用定位技術(shù)基本原理。并針對(duì)野外環(huán)境選定了幾種基于RSSI的分布式相對(duì)定位算法，包括等邊三角形定位算法、接收信號(hào)強(qiáng)度指示與切圓圓心算法、聚類SPA相對(duì)定位算法和卡爾曼濾波算法，詳細(xì)闡述了這幾種定位算法的原理及其定位過程，從而挑選出最恰當(dāng)?shù)亩ㄎ凰惴ㄟM(jìn)行詳細(xì)的研究及改進(jìn)。 本文重點(diǎn)研究用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自身定位的相對(duì)定位算法——聚類SPA算法，但對(duì)于野外大環(huán)境來說，該方

3、法無疑增加了系統(tǒng)成本；并且信標(biāo)節(jié)點(diǎn)由于通訊次數(shù)過多，功耗過大，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)壽命短，是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的一個(gè)致命弱點(diǎn)；此外，有限的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)也限制了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。在此研究背景下，本課題用相對(duì)定位和分級(jí)組合的方式，提出一種可用于大范圍的基于RSSI定位算法。該算法不用人工部署信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，它依靠節(jié)點(diǎn)間的相對(duì)位置，以網(wǎng)絡(luò)中的某些節(jié)點(diǎn)作為參考點(diǎn)，形成局部坐標(biāo)系，相鄰的局部坐標(biāo)系再依次轉(zhuǎn)換合并，產(chǎn)生整體相對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)，有效解決聚類SPA算法存在的問