移動傳感器網絡定位技術研究.pdf

1、節(jié)點定位是無線傳感器網絡諸多應用的關鍵功能,像環(huán)境監(jiān)測、野生動物追蹤以及醫(yī)療病人監(jiān)視等應用系統(tǒng),定位已成為其中最基本的一個業(yè)務功能。在這些系統(tǒng)中,如果節(jié)點自身的位置未知,則節(jié)點所感知的與環(huán)境相關的數據信息將變得毫無意義。 傳統(tǒng)的定位技術存在著諸多局限性,這些定位技術無法有效地適應無線傳感器網絡的應用要求。比如,廣泛應用的全球定位系統(tǒng)(GPS)存在著應用場所、設備尺寸、設備成本以及能源消耗等方面的局限性,不符合傳感器網絡全天候室內

2、室外應用、小尺寸、低成本低功耗之要求,因而無法有效地應用于無線傳感器網絡。針對無線傳感器網絡的應用要求,作者對無線傳感器網絡中的目標探測以及節(jié)點定位,尤其是不規(guī)則發(fā)射半徑和節(jié)點移動條件下的定位進行了較為深入的探索并創(chuàng)新性地提出了若干算法機制。本文的主要創(chuàng)新點在于： 1.在現(xiàn)實無線傳感器網絡節(jié)點之間通信不可靠的條件下,提出了一種基于最優(yōu)搜索理論的目標探測方法。 2.在錨節(jié)點數量較少的網絡環(huán)境中,提出了一種基于幾何學原理迭代

3、獲得較高定位精度的迭代圓環(huán)重疊定位機制(IROLS)。 3.在節(jié)點發(fā)射半徑不規(guī)則的條件下,提出了一種基于蒙特卡羅方法,適用于移動傳感器網絡環(huán)境的無需測距的序列蒙特卡羅定位方法(SMCL)。 4.在無線電波傳播存在路徑損耗的條件下,提出了一種基于接收信號強度的適用于移動傳感器網絡環(huán)境的蒙特卡羅定位方法(RSS-MCL)。 5.改進現(xiàn)有蒙特卡羅定位方法：首先,提出了改進度量節(jié)點通信半徑不規(guī)則度以及節(jié)點初始位置估計的擴

4、展蒙特卡羅定位方法(Ext-MCL);其次,提出了樣本數量隨節(jié)點采樣區(qū)域變化的樣本自適應蒙特卡羅定位方法(SAMCL)。 由于現(xiàn)實無線傳感器網絡存在著很多不確定因素,傳統(tǒng)的確定性目標探測與定位方法無法有效地適應實際網絡的應用環(huán)境,而采用概率統(tǒng)計的方法,可以較為準確地建立實際網絡環(huán)境的目標探測與定位模型。以最優(yōu)搜索模型建立起來的無線傳感器網絡的目標探測策略,在網絡通信不可靠的條件下,可以以較少的搜索代價最大概率地找到網絡中的目標。