無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)研究及設(shè)計.pdf

1、無線通信、傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)的日益成熟,使得低成本、低功耗、大規(guī)模的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)得到快速發(fā)展,且逐步應(yīng)用于軍事、民用等眾多領(lǐng)域。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,位置信息扮演著不可或缺的重要角色,如何設(shè)計高效實用的定位算法和系統(tǒng)一直是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究熱點之一。
　　 定位算法是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)設(shè)計的核心內(nèi)容,在分析國內(nèi)外定位算法及系統(tǒng)技術(shù)難點的基礎(chǔ)上,針對以下問題:1、如何在不增加網(wǎng)絡(luò)通信負擔情況下,提供較高的定位精度,滿足大

2、多數(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)需求；2、如何在網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)變化頻繁情況下,具有較強的可擴展性；3、如何在高噪聲環(huán)境下,具有較強的抗環(huán)境干擾魯棒性:進行了深入研究,取得如下研究成果:
　　 1、建立WSN節(jié)點定位模型,主要包括系統(tǒng)模型、測距模型和誤差模型。
　　 2、通過分析未知節(jié)點與信標節(jié)點的距離和信標節(jié)點間的共線性這兩個影響定位精度的因素,提出了一種最優(yōu)信標組選擇機制。
　　 3、研究節(jié)點定位的擴展卡爾曼模型,通過

3、其迭代求精過程有效抑制測量噪聲,提高了未知節(jié)點的定位精度。
　　 4、結(jié)合最優(yōu)信標組選擇機制與擴展卡爾曼濾波的優(yōu)點,提出一種新的基于最優(yōu)信標組的擴展卡爾曼濾波定位算法(BBG-EKF)。該算法復(fù)雜度低,通信量小,定位精度較高。
　　 5、搭建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng),包括硬件平臺與軟件平臺。硬件平臺主要有傳感器節(jié)點設(shè)計和匯聚節(jié)點設(shè)計,測距方式結(jié)合RSSI和超聲波兩種測距方式。軟件平臺主要是BBG-EKF定位算法實現(xiàn),以及節(jié)