基于RSSI的无线传感器网络加权质心定位算法

摘要

随着近几年来全球无线通信、电子信息与计算机等各方面技术都进步神速，使得目前无线传感器网络（WSN）在许多应用领域都占有一席之地。而节点定位技术是WSN的关键技术，在WSN中对于如何获取具有较高定位精度的节点用以进行对目标的定位和追踪都具有十分重要的应用价值和研究意义，节点定位算法种类繁多。本文主要将以质心定位算法为对象展开研究，对于该算法定位精度不高且所需锚节点较多等问题进行优化改进，并进一步研究和改进更具有实际应用功能的三维空间下的质心节点定位算法。
　　本研究主要内容包括：⑴迭代式加权质心算法的改进算法。经过详细地分析质心定位算法，发现该算法的优点在于锚节点比例较高时，定位精确度较好。然而在某些实际应用过程中，由于通信范围内锚节点数量可能较少，因此导致网络环境内的连通率较低，影响其节点后续的定位。因此在本文研究课题上首先引进迭代想法，利用已经成功定位的未知节点并且将它升级为信标节点后继续参与定位，提高节点之间的平均连通度，其次将质心算法与定位精度高的RSSI测距算法组合在一起用以提升定位精度，提出了一种针对迭代式加权质心算法的改进算法。由于在迭代过程中会产生误差累计，通过设置RSSI阈值来判断节点类型给与不同权值系数从而降低迭代误差累计，并且对坐标误差进行修正改进。⑵临界RSSI值参与坐标定位修正的加权质心算法。经过对基于RSSI的加权质心算法缜密剖析的基础上，发现RSSI由于在传播过程中信号衰减导致权重比例不准确从而引起的误差进行针对性的改进以此达到一定的定位精度，引入了一个临界RSSI值参与坐标定位修正，首先求出待定位节点接收到其通信半径内所有锚节点RSSI值集合并取其平均值，并把RSSI值进行排序推导出权值，利用该权值对加权质心算法进行权值处理，同时在三维自由空间内进行仿真，得到未知节点的三维坐标，使之可以满足三维环境的实际应用。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2 无线传感器网络应用

1.3 国内外研究现状

1.4 课题研究内容

第二章 无线传感器网络定位

2.1 无线传感器网络概述

2.2 基于测距的定位算法

2.3 基于非测距的定位算法

2.4 基于RSSI的加权质心定位算法

2.5 本章小结

第三章 一种改进的加权质心迭代算法

3.1 迭代式加权质心算法分析

3.2 改进的加权质心迭代算法

3.3 算法流程

3.4 算法仿真

3.5 本章小结

第四章 基于RSSI的三维加权质心算法

4.1 基于RSSI的三维加权质心算法分析

4.2 基于RSSI的三维加权质心改进算法思路

4.3 算法流程

4.4 算法仿真

4.5 本章小节

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果