無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位與跟蹤算法研究.pdf

1、隨著微機電系統(tǒng)和無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,產(chǎn)生了一門新興的技術(shù)一由大量廉價、小型傳感器組成的大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域,如戰(zhàn)略區(qū)域監(jiān)測,導(dǎo)航,井下人員的定位與跟蹤等等。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)在于對目標的定位和跟蹤,因此,選擇一種良好的定位算法顯得格外重要。
　　 定位算法最常見的分類方式為依據(jù)是否基于測距?；跍y距的定位算法具有較高的定位精度,但需要額外的硬件支持;非測距的定位算法系統(tǒng)成本較低,但

2、定位精度不高。具體選擇哪種方式,需要根據(jù)實際的應(yīng)用環(huán)境和要求來決定。
　　 本文選用了基于測距的定位算法來研究靜止或某時刻未知節(jié)點的位置。首先介紹了基于RSSI(接受信號強度值)的多邊定位算法,分析并指出了此類算法定位精度不高,系統(tǒng)穩(wěn)定性不強的缺點。針對該問題,本文提出了改進的算法一基于牛頓迭代的RSSI定位算法。該算法首先給定未知節(jié)點一個坐標,然后把基于RSSI測距的二元二次方程組在給定的初始坐標附件展開成泰勒級數(shù),略去式中的

3、二次項及高次項,使其化簡為線性方程組。把求的坐標值進行循環(huán)迭代,得到真實坐標的估計子。經(jīng)過仿真實驗,該算法比多邊算法具有更高的精度,更好的穩(wěn)定性,唯一不足的一點就是此算法比多邊算法的計算量偏大,但對整個系統(tǒng)的能耗影響不大。
　　 對于節(jié)點在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中移動的研究,本文采用基于卡爾曼濾波的定位跟蹤算法。首先根據(jù)目標節(jié)點的運動軌跡建立數(shù)學(xué)模型,若數(shù)學(xué)模型是線性的系統(tǒng),則采用基于卡爾曼濾波的定位跟蹤算法:若是非線性的系統(tǒng),本文采用