基于无线传感器网络的室内移动节点定位技术研究

来源 :沈阳理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:wanglq2009
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无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由大量具有感知能力、计算能力和通信能力的传感器节点组成的自组织网络。在WSN中,定位技术能够使网络中的各个节点获取自身位置坐标,以保证对网络内目标的监测、数据的收集与分享以及预测。定位技术是WSN的关键技术。在室内环境下,由于障碍物的影响,移动节点间的信号传输通常在非视距下会产生较大的定位误差。因此,如何减小定位误差,提高节点定位精度,利用WSN研究室内移动节点的定位有较大的实际意义。本文以WSN为背景,重点研究室内非视距环境下节点进入网络时的初始状态和移动状态下的定位算法,同时提出抑制非视距误差的有效方法,从而进一步提高定位精度。此外,对WSN中常用的节点定位计算方法极大似然估算进行改进。本文主要成果包括以下几个方面:首先在对目前常用的WSN节点测距技术研究分析基础上,针对到达时间差法测距范围有限、定位成功率较低、信号强度法测距易受干扰、测距精度不高等问题,提出了一种基于多信号的定位算法。该算法通过信号强度值选取适当的锚节点参与定位计算,达到缩小未知节点所在区域的目的,从而进一步提高节点定位精度。其次,针对目前室内定位产生的非视距误差问题,本文提出了一种抑制非视距值的方法,通过引入非视距抑制因子选取误差较小的锚节点参与定位,减小了非视距测量值对定位结果的影响,提高了定位精度。另外,针对移动节点的运动状态,本文提出了基于历史定位的移动节点定位算法,通过节点定位时刻周围锚节点个数,结合节点历史定位信息,对移动节点进行定位。此外,引入修正值的方法,对坐标计算方法进行改进,使节点坐标求解值更接近真实值。最后,利用MATLAB仿真工具对上述成果进行仿真测试,仿真结果表明,本文提出的定位方法能够有效的提高定位精度,并具有良好的适应性。
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