基于RSSI的無線傳感器網絡定位算法研究及應用.pdf

1、無線傳感器網絡涉及現代傳感器、微電子、無線通信、嵌入式計算、分布式信息處理等多個學科領域，以數據為中心，具有自組織、自調節(jié)的特點，是構建普適計算新環(huán)境、實現普適控制的新興交叉研究領域，可廣泛用于軍事、農業(yè)、交通、建筑和災難應急救援指揮等領域。節(jié)點位置信息對于無線傳感器網絡至關重要，不僅是監(jiān)測應用進一步采取措施和做出決策的基礎，而且還是目標跟蹤、基于地理位置的路由機制、網絡管理等關鍵技術研究與實現的基礎。針對傳統(tǒng)基于RSSI的定位算法多為

2、理論研究、需要對仿真環(huán)境進行理想化設置、不能實際應用或者實際測試結果與仿真結果差距較大的特點，本文面向實際應用需求，從環(huán)境衰減因素模型、人員定位模型、錨節(jié)點優(yōu)選策略和角度權重函數四方面改進了傳統(tǒng)的基于RSSI 定位算法，提出2個改進算法，實現了算法復雜度與定位性能上的折衷。本研究主要內容及成果包括如下三個方面：
　　 ①提出了基于錨節(jié)點優(yōu)選策略和角度權重函數的加權三邊測量定位算法。算法利用優(yōu)選錨節(jié)點策略篩選參與定位計算的錨節(jié)點，

3、去除不符合要求的錨節(jié)點；依據角度權重函數綜合多次定位結果以獲得具有較高精度的目標節(jié)點位置，仿真、實驗結果證明了算法的定位精度較原三邊測量定位算法有了較大改善，且算法對硬件要求低，易于實現。
　　 ②提出了基于空間補償模型和環(huán)境衰減因素模型的定位算法。針對人員充當網絡移動節(jié)點而與錨節(jié)點處于不同高度的特點，設計了空間補償模型，縮小了其對定位精度的影響；傳統(tǒng)基于RSSI的定位技術由于采用無線信號傳播理論模型測距，實際應用時會產生較大的

4、測距誤差，通過大量實驗數據分析，本文構建了環(huán)境衰減因素模型，有效解決了環(huán)境對測距精度的影響。
　　 ③面向軍事防御環(huán)境監(jiān)測應用，構建了基于RSSI 定位算法的應用原型系統(tǒng)----基于無線傳感器網絡的多模態(tài)區(qū)域態(tài)勢感知系統(tǒng)。設計了基于加權三邊測量定位算法、人員定位模型和環(huán)境衰減因素模型的定位策略，在硬件平臺（CC2430）及軟件平臺（自行開發(fā)的WSN stack）上實現了該定位策略。系統(tǒng)性能測試表明，該定位策略對硬件要求低、可實用