《無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位》

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1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的自身定位系統(tǒng)和算法摘要：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于具有網(wǎng)絡(luò)設(shè)置靈活、位置隨時(shí)更改、能夠與互聯(lián)網(wǎng)有線或無(wú)線連接等特征而被廣泛應(yīng)用在了環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療護(hù)理、國(guó)防軍事、目標(biāo)跟蹤等領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)進(jìn)步。然而，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的自身定位系統(tǒng)也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，原有的定位系統(tǒng)和算法逐漸暴露出了一系列的不足，使得無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍受到不同程度影響?；诖吮尘埃疚木同F(xiàn)有技術(shù)條件下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的自身定位系統(tǒng)和算法展開(kāi)深入研究，旨在探索最前沿的應(yīng)用技術(shù)，以為其推廣使用提供幫助。關(guān)鍵詞

2、：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；定位系統(tǒng)；算法前言：鑒于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在國(guó)計(jì)民生方面所具有的重要應(yīng)用價(jià)值，對(duì)其定位系統(tǒng)與算法進(jìn)行研究無(wú)論是在理論研究還是在實(shí)踐應(yīng)用方面均具有重要的研究?jī)r(jià)值及社會(huì)意義。因此，針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的自身定位系統(tǒng)和算法所展開(kāi)的研究，本文首先從現(xiàn)有的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)和算法著手，對(duì)其進(jìn)行一個(gè)橫向比較，總結(jié)存在的各種問(wèn)題，之后以此為依據(jù)對(duì)Hop-Euelidean算法展開(kāi)重點(diǎn)分析，評(píng)價(jià)該算法所具有的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，以為其進(jìn)一步推廣應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。1現(xiàn)有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身定位系統(tǒng)和算法以及存在的不足分析1.1現(xiàn)有無(wú)線傳感器

3、網(wǎng)絡(luò)自身定位系統(tǒng)和算法（1）ActiveBadge定位系統(tǒng)及算法ActiveBadge定位系統(tǒng)是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetworks，WSN）最早的一種定位系統(tǒng)，也是上個(gè)世紀(jì)末、本世紀(jì)初符號(hào)定位、粗粒度定位以及接近度定位三者合一的典型代表[1]。該定位系統(tǒng)應(yīng)用的前提在于部署在一個(gè)精度明確的房間之內(nèi)，通過(guò)以太網(wǎng)與房間內(nèi)部預(yù)先架設(shè)的紅外傳感器節(jié)點(diǎn)來(lái)構(gòu)成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)存在定位需求時(shí)，只需要在被定位的人或者物體上面放置一個(gè)Badge（徽章）的裝置，來(lái)作為整個(gè)ActiveBadge定位系統(tǒng)未知的節(jié)點(diǎn)。Badge每

4、隔15s會(huì)向外界發(fā)射一個(gè)0.1s持續(xù)時(shí)間的紅外信號(hào)[2]。一旦該信號(hào)被系統(tǒng)紅外傳感器所采集到，則會(huì)將收集到的感應(yīng)信息傳遞至中央處理器，利用高速率計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行定位分析工作。用戶可以通過(guò)外設(shè)端口與該系統(tǒng)相連接，從而獲得準(zhǔn)確的定位數(shù)據(jù)。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案（2）RADAR系統(tǒng)RADAR（RadioDetectionandRanging）系統(tǒng)是由美國(guó)微軟公司基于IEEE802.11無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自主開(kāi)發(fā)的一種室內(nèi)空間定位系統(tǒng)，根據(jù)用戶差異性使用需求，RADAR系統(tǒng)可通過(guò)場(chǎng)景分析以及三邊測(cè)量?jī)煞N途徑實(shí)現(xiàn)[3]。場(chǎng)景分析下通過(guò)在多個(gè)測(cè)量地

5、點(diǎn)架設(shè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，對(duì)固定建筑物之內(nèi)的可探測(cè)紅外裝置所發(fā)射出來(lái)的紅外信號(hào)進(jìn)行采集。利用中央控制系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)測(cè)量點(diǎn)位傳輸?shù)募t外信號(hào)強(qiáng)度以及信噪比來(lái)構(gòu)建出一個(gè)信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)相應(yīng)數(shù)據(jù)的比對(duì)分析來(lái)選擇一個(gè)可能性最大的點(diǎn)位信息實(shí)施定位工作。此種定位方式下其定位精度在50%概率可達(dá)到3m誤差[4]。三邊測(cè)量之下，通過(guò)采用系統(tǒng)自帶的三邊測(cè)量定位方法對(duì)收集到的未知節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)參照多個(gè)測(cè)量基站獲得的數(shù)據(jù)給出最終定位位置信息。此種定位系統(tǒng)測(cè)量可以獲得50%概率下的4.3m誤差精度。（3）N-hopmultilaterat

6、ionprimitive定位算法美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校的AndreasSavvides等人在前人既有的研究成果基礎(chǔ)上結(jié)合自身學(xué)科知識(shí)提出了N-hopmultilaterationprimitive定位算法，基于最大最小值法通過(guò)折線運(yùn)算來(lái)估計(jì)出未知節(jié)點(diǎn)的位置。此外，該學(xué)者還采用了卡爾曼濾波技術(shù)實(shí)施循環(huán)定位，以進(jìn)一步降低估算誤差帶來(lái)的影響。該算法主要分為三個(gè)步驟：首先，自動(dòng)生成協(xié)作子樹(shù)。根據(jù)定位系統(tǒng)內(nèi)預(yù)設(shè)的判斷條件，在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中生成多個(gè)未知節(jié)點(diǎn)以及已知的測(cè)量錨節(jié)點(diǎn)位置組成條件完整的結(jié)構(gòu)形狀。在該協(xié)作子樹(shù)中每個(gè)未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)信息均

7、擁有唯一解[5]。其次，針對(duì)未知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始位置估算。利用定位系統(tǒng)對(duì)每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)位置信息進(jìn)行計(jì)算，確定節(jié)點(diǎn)之間的空間距離，并且根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的連通性特征對(duì)未知點(diǎn)位空間信息進(jìn)行初始的估算。第三，定位位置求精。使用卡爾曼濾波技術(shù)針對(duì)協(xié)作子樹(shù)內(nèi)的未知節(jié)點(diǎn)位置唯一解進(jìn)行循環(huán)計(jì)算以得出最精確、最接近的計(jì)算結(jié)果。1.2現(xiàn)有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身定位系統(tǒng)和算法存在的不足就現(xiàn)有的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身定位系統(tǒng)和算法，本文在詳細(xì)分析后認(rèn)為存在著以下幾個(gè)問(wèn)題：精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案首先，限制條件過(guò)于嚴(yán)格。所有未知節(jié)點(diǎn)的位置必須與錨節(jié)點(diǎn)直接相鄰，否則無(wú)法做

8、出有效的估算。而在實(shí)際運(yùn)用中該限制條件顯然過(guò)于嚴(yán)格，不符合實(shí)際的應(yīng)用。其次，定位精度過(guò)度依賴實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署條件。未知節(jié)點(diǎn)布置范圍并不是無(wú)限大，其必須滿足空間距離≤網(wǎng)絡(luò)部署范圍，一旦超出，則無(wú)法根據(jù)錨節(jié)點(diǎn)提供的信息對(duì)其實(shí)施定位與計(jì)算。第三，測(cè)量誤差缺乏抑制措施?，F(xiàn)有的定位系統(tǒng)與算法在未知點(diǎn)位定