基于RSSI的无线传感器网络边界节点定位研究

摘要

无线传感器网络作为一种全新的信息获取平台,在军事、医疗、环保、交通等多个领域具有广泛的应用价值,可实现复杂的大范围的目标实时监测、目标追踪等多种任务,而获知无线传感器节点的自身地理位置信息是大量实际应用的基础和前提。
　　 无线传感器网络经过近年的迅猛发展,关于无线传感器网络方面的技术已经得到极大的提高与完善,其中对于解决节点自身定位问题的研究,国内外学者专家已提出了多种定位解决方案和算法。但现有的各种定位解决方案和算法,一般仅限于解决某种情况下的问题,虽已能对网内大部分的节点较精确定位,但对于网络边界节点定位的问题关注比较少。此外,定位系统中的两个最重要的问题就是准确性与精确度,网络边界节点由于其所处的特殊位置,并且受到实际应用环境和传感器布撒状况的限制,与无线传感器网络中其它节点定位相比较,对网络边界节点的定位精确度难以保障。基于上述问题与困难,对边界节点的定位需要综合几种定位算法并加适当改进以提出更加有效可行的解决方法。
　　 本论文是从二维平面着手进行分析的,首先简要地介绍了无线传感器网络的原理和体系结构,以及传感器节点的结构；其次详细地阐述了无线传感器网络节点定位的相关技术及算法；之后深入地分析无线传感器网络边界节点所处的特殊情况和相关问题,在RSSI(Receired Signal Strength Indicator)测距的基础上,综合多边定位、Euclidean和质心定位三种节点定位算法并加以改进,提出了无线传感器网络边界节点定位算法,在甄别锚节点在边界节点定位过程中所起的实际效果的情况下,较准确地得到边界节点的定位坐标,并通过改进的加权方法提高边界节点定位坐标的精度,使得无线传感器网络内各个节点都能达到实际所需的定位精确度。
　　 本文采用MATLAB仿真实验平台,分别就边界节点定位算法的可行性与有效性、在不同的网络条件下对边界节点定位精确度的影响,以及边界节点定位算法与多边定位法的定位精确度差异比较进行仿真验证。仿真结果表明,边界节点定位算法是可靠有效的,对边界节点的定位精确度较其他算法有较大提高,有效地减小了边界节点定位对整个网内节点的平均定位精度水平的影响。