大型公共場所的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位.pdf

1、以全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)為代表的衛(wèi)星定位技術盡管已能在室外開闊環(huán)境提供高精度的定位服務，但在室內(nèi)、地下等封閉環(huán)境下，由于衛(wèi)星定位信號受到障礙物阻擋、多徑傳播等因素影響，難以有效定位。而無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network,WSN)定位技術因其成本低，易實施，抗干擾性強等優(yōu)點已經(jīng)成為大規(guī)模室內(nèi)公共場所定位的一個重要研究方向。由于它具有大規(guī)模、自組織、多種多樣的感

2、知能力、強魯棒性和高容錯性等諸多優(yōu)點，被廣泛應用于軍事、醫(yī)療、智能家居、工農(nóng)業(yè)、災難管理等眾多領域。在幾乎所有的應用場景中，定位技術都是最重要最不可或缺的技術之一。
　　在無線傳感器網(wǎng)絡的定位技術中，應用比較多的是基于測距(Rang-based)的定位技術和基于非測距（Rang-free）的定位技術?；跍y距的定位技術是需要直接測量出空間內(nèi)節(jié)點間的距離或角度信息，然后通過相關幾何算法來確定網(wǎng)絡節(jié)點的位置，因此定位精度比較高，但是對

3、硬件的要求比較高;而基于非測距的定位技術相對來說比較簡單，無需測量節(jié)點之間的實際距離，成本比較低，因此它的發(fā)展十分迅速。本文主要對無線傳感器網(wǎng)絡非測距定位算法中的DV-Hop定位算法進行深入的研究和改進，其中主要的創(chuàng)新型工作包括:對大型公共場所的定位需求和經(jīng)典的非測距定位算法DV-Hop進行深入研究與分析。通過對現(xiàn)有的大量相關DV-Hop改進算法進行總結;提出一種基于固定信標節(jié)點的非線性最小二乘優(yōu)化定位算法，即RHDV-Hop(Rect

4、angular Hybrid DV-Hop)定位算法。新型算法針對DV-Hop定位算法的誤差來源，主要做出以下優(yōu)化與改進:首先，將傳統(tǒng)的隨機拋撒節(jié)點這一布局方式改為將信標節(jié)點固定在監(jiān)測區(qū)域外圍形成信標節(jié)點環(huán);其次，根據(jù)信標節(jié)點與未知節(jié)點的部署比例，即平均跳數(shù)，進行選取合適的平均每跳距離作為全局平均每跳距離進行距離計算;最后，采用非線性最小二乘優(yōu)化算法Levenberg-Marquardt對未知節(jié)點坐標進行優(yōu)化計算。通過實驗仿真表明，RH