基于蒙特卡洛方法的移动传感器网络定位技术研究

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无线传感器网络(Wireless sensor networks, WSN)具有强大的信息采集、处理和传输能力,作为一种快速发展的技术,正在受到越来越多的重视和使用。无线传感器网络由数目庞大的节点组成,这些传感器节点通过一定的协议来共同对事件进行监测。无线传感器网络能够被应用到军事、环境、医疗、空间探索、农牧业等多个领域,其发展前景十分广阔。在实际应用中,传感器节点需要对观测到的事件信息进行处理,这些记录事件特征的信息如果不能确定事件发生的位置,那么就会失去使用价值。而传感器节点通常都是随机布撒的,且节点不可能都携带GPS等定位装置,否则成本将急剧增加,因此,为满足应用的需要,对节点的定位工作很重要。目前对定位技术的研究,主要是针对节点部署后位置不再变化的静态传感器网络,对于节点位置不断变化的移动传感器网络定位技术的研究仍然较少。节点能够在区域内移动,使得移动WSN在事件监测上有其固有的优势,现在已经得到日益广泛的应用,因此,对移动传感器网络定位技术的研究已经成为一个热点问题。本文首先介绍了无线传感器网络的相关知识,然后对移动传感器网络定位技术进行了详细说明,包括传感器节点的定位原理、移动WSN定位的相关研究、定位的性能指标等方面,并结合典型定位算法,对序列蒙特卡洛方法在移动WSN定位中的应用原理进行了详细的阐释。在此基础上,本文提出了一种新的基于序列蒙特卡洛方法的移动WSN定位算法——TSBMCL算法,新算法通过更精确的裁剪待定位节点的蒙特卡洛盒,并增加节点的粒子滤波条件来实现节点的精确定位。大规模的仿真结果表明,该算法可精确的锁定节点位置区域,高效的采样得到节点的位置样本,相比于传统的移动WSN蒙特卡洛定位方法,大大提高了节点的定位精度。
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