無線傳感器網(wǎng)絡中基于網(wǎng)格法與橢圓測量模型的無源感知定位算法研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著無線傳感器網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡越來越多地應用于環(huán)境感知、目標監(jiān)測等方面。已有的無線傳感器定位技術多為有源定位,定位目標需要綁定有源器件或電子標簽,在條件受限的環(huán)境中適用性不高。近年來利用無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的接收信號強度指示RSSI(Received Signal StrengthIndication)進行無源感知定位(Device-free Localization)的概念被提出:通過目標對無線信號的吸收、反射、折射作

2、用而造成的鏈路RSSI變化,實現(xiàn)對感知目標位置的估計。無源感知定位使目標脫離了有源電子器件的限制,具有更強的靈活性與適用性,其中定位算法成為無源感知定位研究的重點。
  本文首先對無線傳感器網(wǎng)絡與無源感知定位技術進行了概述,對各類定位算法模型進行了分類與比較,重點研究了基于RSSI的無源感知定位算法,將網(wǎng)格法(Sensor Grid Array)與橢圓測量模型(Ellipse Measurement Model)結合,提出了基于網(wǎng)

3、格法與橢圓測量模型的無源感知定位算法。算法首先根據(jù)網(wǎng)格法定位原理,利用傳感器節(jié)點鏈路對感知區(qū)域進行劃分,再通過比較鏈路RSSI的相對變化對鏈路進行篩選并結合橢圓測量模型繪制圓環(huán)線,依據(jù)橢圓交點確定感知目標位置。在確定算法的基本流程后,需對所使用的橢圓模型參數(shù)進行調整以適應算法的整體過程。因此本文在以CC2530芯片為核心的ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡實驗平臺上進行定位實驗,通過對定位誤差數(shù)據(jù)的收集與分析,實現(xiàn)了模型參數(shù)的反向推導,確定了算

4、法的最終形式。
  算法確定后,在原實驗平臺的基礎上分別改變傳感器節(jié)點的數(shù)目與感知區(qū)域面積,重新進行無源感知定位實驗,完成實驗數(shù)據(jù)收集并配合MATLAB進行算法仿真與模擬定位,驗證了算法的有效性。通過定位誤差分析與算法比較可以發(fā)現(xiàn):基于網(wǎng)格法與橢圓測量模型的無源感知定位算法相較于傳統(tǒng)的網(wǎng)格法能夠以較低的傳感器節(jié)點密度獲得相近的定位精度,但會使定位產(chǎn)生邊緣效應;相較于掃描成像法,基于網(wǎng)格法與橢圓測量模型的無源感知定位算法能夠以更低的

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