基于弧心的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是繼因特網(wǎng)之后，將對(duì)二十一世紀(jì)人類生活方式產(chǎn)生重大影響的IT熱點(diǎn)技術(shù)，在軍事、工業(yè)、民用等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用價(jià)值和前景。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量靠無(wú)線和多跳方式通信的智能傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，這些節(jié)點(diǎn)一般被密集布設(shè)在特定的沒(méi)有固定基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)控區(qū)域。由于傳感器節(jié)點(diǎn)在布設(shè)時(shí)采取隨機(jī)投放的方式，網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)節(jié)點(diǎn)位置不能事先確定。但對(duì)于很多應(yīng)用，沒(méi)有位置信息的監(jiān)測(cè)消息是毫無(wú)意義的。因此，在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，傳感器節(jié)點(diǎn)的精確定位是各種應(yīng)用的前提和

2、基礎(chǔ)。 本文針對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的自身定位問(wèn)題，提出了一種基于弧心的分布式無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位新算法。該算法基于傳感器節(jié)點(diǎn)的通信射程，在傳感器節(jié)點(diǎn)之間建立起相應(yīng)的通信約束關(guān)系；通過(guò)建立二維輔助坐標(biāo)系，在可相互通信的傳感器節(jié)點(diǎn)之間建立起相應(yīng)的空間幾何關(guān)系；針對(duì)每個(gè)未知節(jié)點(diǎn)，基于傳感器節(jié)點(diǎn)間的通信約束關(guān)系、空間幾何關(guān)系和錨節(jié)點(diǎn)的已知位置信息，從幾何學(xué)角度建立包含未知節(jié)點(diǎn)的圓弧區(qū)域，將該區(qū)域的質(zhì)心作為未知節(jié)點(diǎn)的估計(jì)位置，實(shí)現(xiàn)未知傳感器節(jié)點(diǎn)的自

3、身定位。本算法完全基于網(wǎng)絡(luò)連通性實(shí)現(xiàn)未知節(jié)點(diǎn)定位，是一種無(wú)需測(cè)距技術(shù)的分布式算法。算法的圓弧區(qū)域確定方法簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，且網(wǎng)絡(luò)通信量很小。未知節(jié)點(diǎn)的失效或重新加入對(duì)已定位的節(jié)點(diǎn)沒(méi)有任何影響，而且不會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差，非常適合低功耗自組織的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的應(yīng)用。另外，為了增強(qiáng)定位算法的實(shí)用性，填補(bǔ)三維空間內(nèi)傳感器節(jié)點(diǎn)定位算法的空白，本文在二維平面內(nèi)基于弧心的定位算法基礎(chǔ)上，提出一種基于三維體質(zhì)心的定位算法，該算法利用三維輔助坐標(biāo)系，基于未