【正文】 a=[TIx T2x T3x T4x T5x T6x T7x T8x T9x T10x T11x T12x T13x T14x T15x。H=sqrt((T(1,8)S(1))^2+(T(2,8)S(2))^2+(T(3,8)S(3))^2+(T(4,8)S(4))^2)。 Td1 Td2 Td3 Td4 Td5 Td6 Td7 Td8 Td9 Td10 Td11 Td12 Td13 Td14 Td15] S=[Sa Sb Sc Sd]。cm}，d={d1，d2，d3，在VIRE中，當(dāng),閾值取1的時(shí)候有較高的精度。VIRE方法的核心思想就是在不增加額外參考標(biāo)簽的情況下，通過(guò)去掉那些不可能的位置來(lái)得到待定位物體的更精確的位置。圖51 室內(nèi)環(huán)境模擬 LANDMARC 算法改進(jìn)假設(shè)有個(gè)PFID閱讀器，個(gè)參考標(biāo)簽，個(gè)待定位標(biāo)簽。1）定義待定位標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度矢量為，其中表示待定位標(biāo)簽在閱讀器上的值。但LANDMARC也依然存在一些問(wèn)題。圖411 4根天線確定空間待測(cè)點(diǎn)5基于非測(cè)距的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)定位方法 LANDMARC現(xiàn)有RFID定位絕大多數(shù)都是基于信號(hào)強(qiáng)度的定位技術(shù)。(x4)^2+(y4)^21639。fprintf(39。x=[4 4 4]。L1=abs(d4d1)/d4。%設(shè)B=（0,0），C=（0,4）,D=(4,4)d1=4。(x0)^2+(y0)^21639。我們通過(guò)式（）和式（）中的加權(quán)因子來(lái)體現(xiàn)這種約束力 （） （）其中，、為未知節(jié)點(diǎn)獲得的到三個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的近似距離（圖44），、是利用改進(jìn)Euclidean 定位方法計(jì)算出的三個(gè)未知節(jié)點(diǎn)的近似位置。而當(dāng)距離大于80m時(shí)，由于式（）中的影響，由RSSI波動(dòng)造成的絕對(duì)距離誤差將會(huì)很大。同樣的取邊和邊，可以得到另外兩個(gè)近似位置和。圖42 MATLAB中基于RSSI值測(cè)距算法M文件根據(jù)RSSI值與待測(cè)距離之間關(guān)系可以看出影響測(cè)量精度的系數(shù)分別有平均值為0的高斯分布隨機(jī)變數(shù)，路徑衰減因子，發(fā)射功率和天線增益。R4] 。單位為dBd。常用的傳播路徑損耗模型有：自由空間傳播模型（free space propagation model）、對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型（logdistance path loss model）、Hata 模型（Hata model）、對(duì)數(shù)常態(tài)分布模型（logdistance distribution）等。通?？捎孟旅娴膶?duì)數(shù)常態(tài)分布模型來(lái)計(jì)算距離： ()在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，理論上通過(guò)三個(gè)參考標(biāo)簽的RSSI信息就可以用三遍測(cè)量法決定一個(gè)未知節(jié)點(diǎn)的位置。Active Badge 定位系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，因?yàn)槭褂昧思t外通信，所以功耗極低，同時(shí)也可以做到很小的體積。Cricket的系統(tǒng)只支持位置信息獲取，并不能做追蹤以及導(dǎo)航，而且因?yàn)閭鞲衅鞴?jié)點(diǎn)作為信標(biāo)需要不斷廣播無(wú)線信號(hào)和超聲波信號(hào)，會(huì)大大的增加網(wǎng)絡(luò)整體能耗，降低節(jié)點(diǎn)的工作壽命。（5）APIT 算法APIT(Approximate Point In Triangulat ion Test)算法原理是近似三角形內(nèi)點(diǎn)測(cè)試法。當(dāng)位置節(jié)點(diǎn)獲得與三個(gè)或更多參考節(jié)點(diǎn)的距離后，使用三角測(cè)量定位。該算法的基本思想是將待定位節(jié)點(diǎn)到參考節(jié)點(diǎn)之間的距離用網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的平均每跳距離和節(jié)點(diǎn)之間的跳數(shù)乘積來(lái)表示，使用三角定位來(lái)獲得節(jié)點(diǎn)的位置信息。其基本思想是從一個(gè)點(diǎn)開(kāi)始遞增，通過(guò)限制遞增的方向來(lái)解決僅有2個(gè)參考點(diǎn)引起的多解問(wèn)題。但由于功率控制造成離服務(wù)基站近的移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率小，使得相鄰基站接受到的功率非常小，造成比較大的測(cè)量誤差，即相鄰基站接受到的功率非常小，造成比較大的測(cè)量誤差。TOA定位只需要收發(fā)節(jié)點(diǎn)的同步，對(duì)帶寬的消耗小,適用于窄帶系統(tǒng)的定位。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的優(yōu)化，有大量的研究工作需要完成。功耗是對(duì) WSN 的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)影響最大的因素之一。在 WSN 中，節(jié)點(diǎn)密度增大不僅意味著網(wǎng)絡(luò)部署費(fèi)用的增加，而且會(huì)因?yàn)楣?jié)點(diǎn)間的通信沖突問(wèn)題帶來(lái)有限帶寬的阻塞。另外，給定一定數(shù)量的基礎(chǔ)設(shè)施或在一段時(shí)間內(nèi)，一種技術(shù)可以定位多少目標(biāo)也是一個(gè)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。但是，每種系統(tǒng)和算法都用來(lái)解決不同的問(wèn)題或支持不通過(guò)的應(yīng)用，他們?cè)谟糜诙ㄎ坏奈锢憩F(xiàn)象、網(wǎng)絡(luò)組成、能量需求、基礎(chǔ)設(shè)施和時(shí)空的復(fù)雜性等許多方面有所不同。集中計(jì)算是指把所需信息傳送到某個(gè)中心節(jié)點(diǎn)，并在哪里進(jìn)行節(jié)點(diǎn)定位計(jì)算的方式；分布式計(jì)算是指一來(lái)節(jié)點(diǎn)間的信息交換和協(xié)調(diào)，由節(jié)點(diǎn)自行計(jì)算的定位方式。目前，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)和算法的分類有以下幾種：（1）絕對(duì)定位與相對(duì)定位。由傳感器、感知對(duì)象和觀測(cè)者組成了傳感器網(wǎng)絡(luò)的三要素，目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀測(cè)。通過(guò)部署大量傳感器節(jié)點(diǎn)至目標(biāo)區(qū)域，WSN 將改變我們與客觀世界的交互方式。②電磁反向散射耦合。標(biāo)簽和閱讀器之間可以實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換，標(biāo)簽存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息采用對(duì)載波的負(fù)載調(diào)制方式想閱讀器傳送，閱讀器給標(biāo)簽的命令和數(shù)據(jù)通常采用載波間隙、脈沖位置調(diào)制、編碼調(diào)制等方法實(shí)現(xiàn)傳送。而主動(dòng)方式的標(biāo)簽發(fā)射的信號(hào)僅穿過(guò)障礙物一次，因此主動(dòng)方式工作的標(biāo)簽主要用于有障礙物的應(yīng)用中，距離更遠(yuǎn)（可達(dá)100m）。在RFID技術(shù)的術(shù)語(yǔ)中，又是稱無(wú)線電頻率的LF喝HF為RFID低頻段，UFH和SHF為RFID的高頻段。 RFID的分類（1）按工作頻率分為：①低頻（LF，頻率范圍為30～300kHz）：工作頻率低于135kHz，最常用的是125kHz；②高頻（HF，頻率范圍為3～30kHz）：工作頻率為13。典型的閱讀器終端由天線模塊、射頻模塊、控制塊模、I/O接口等組成。由于采用RFID電子標(biāo)簽的技術(shù)可免除物體跟蹤過(guò)程中的人工干預(yù)，在節(jié)省大量人力的同時(shí)可以大大提高工作效率。作為標(biāo)簽的無(wú)線收發(fā)器通過(guò)無(wú)線電波將這些數(shù)據(jù)發(fā)射到附近的閱讀器（Reader）。由于考慮了全局的參考標(biāo)簽, 采用LANDMARC 算法的RFID定位技術(shù)實(shí)時(shí)性較低, 通常情況下是采取每30s實(shí)現(xiàn)一次追蹤定位的策略, 然而在追求更高定位性能的應(yīng)用中, LANDMARC算法還不能滿足實(shí)際需求。但是其借助的硬件設(shè)備較少，而且很多無(wú)線通信模塊都可以直接提供RSSI值。前者需要測(cè)量相鄰節(jié)點(diǎn)間的絕對(duì)距離或方位, 并利用節(jié)點(diǎn)間的實(shí)際距離來(lái)計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的位置。是20世紀(jì)90年代開(kāi)始興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，射頻識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。在本文中將主要針對(duì)射頻識(shí)別技術(shù)的無(wú)線定位進(jìn)行研究。　　除了以上提及的定位技術(shù)，還有基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)[4]、光跟蹤定位、基于圖像分析、磁場(chǎng)以及信標(biāo)定位等。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過(guò)無(wú)線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器，所以它們的通信效率非常高。這是一種短距離低功耗的無(wú)線傳輸技術(shù)，在室內(nèi)安裝適當(dāng)?shù)乃{(lán)牙局域網(wǎng)接入點(diǎn)，把網(wǎng)絡(luò)配置成基于多用戶的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)連接模式，并保證藍(lán)牙局域網(wǎng)接入點(diǎn)始終是這個(gè)微微網(wǎng)(piconet)的主設(shè)備，就可以獲得用戶的位置信息。目前，它應(yīng)用于小范圍的室內(nèi)定位，成本較低，但WiFi收發(fā)器只能覆蓋半徑90m以內(nèi)的地理區(qū)域，很容易受到其他信號(hào)干擾，從而影響定位精度，并不十分可靠，而且定位器的能耗較高。超寬帶技術(shù)是一種全新的、與傳統(tǒng)通信技術(shù)有極大差異的通信新技術(shù)。當(dāng)標(biāo)識(shí)放在口袋里或者有墻壁及其他遮擋時(shí)就不能正常工作，需要在每個(gè)房間、走廊安裝接收天線，造價(jià)較高?；贕PS系統(tǒng)的定位技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是定位精度較高，定位半徑可達(dá)到幾米、十幾米。這些室內(nèi)定位技術(shù)從總體上可歸納為幾類，即GNSS技術(shù)(如偽衛(wèi)星等)，無(wú)線定位技術(shù)(無(wú)線通信信號(hào)、射頻無(wú)線標(biāo)簽、超聲波、光跟蹤、無(wú)線傳感器定位技術(shù)等)，其它定位技術(shù)(計(jì)算機(jī)視覺(jué)、航位推算等)，以及GNSS和無(wú)線定位組合的定位技術(shù)(AGPS或AGNSS)。GPS 是目前應(yīng)用最為廣泛的室外定位技術(shù)，它是20世紀(jì)70年代初美國(guó)出于軍事目的開(kāi)發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，主要利用幾顆衛(wèi)星的測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算移動(dòng)用戶位置，即經(jīng)度、緯度和高度。 Radio Frequency Identification。根據(jù)接收到的無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái)發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)度、相位、時(shí)間、頻率等參數(shù)的變化，用戶通過(guò)一定的算法計(jì)算出自己的位置。論文著重對(duì)基于室內(nèi)接受信號(hào)強(qiáng)度的定位技術(shù)進(jìn)行了探討。未來(lái)無(wú)線定位技術(shù)的趨勢(shì)是室內(nèi)定位與室外定位相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的、精確的定位。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)的快速增加，人們對(duì)定位與導(dǎo)航的需求日益增大，尤其在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境，如機(jī)場(chǎng)大廳、展廳、倉(cāng)庫(kù)、超市、圖書館、地下停車場(chǎng)、礦井等環(huán)境中，常常需要確定移動(dòng)終端或其持有者、設(shè)施與物品在室內(nèi)的位置信息。利用GPS進(jìn)行定位的優(yōu)勢(shì)是衛(wèi)星有效覆蓋范圍大，且定位導(dǎo)航信號(hào)免費(fèi)。紅外線室內(nèi)定位技術(shù)定位的原理是，紅外線IR標(biāo)識(shí)發(fā)射調(diào)制的紅外射線，通過(guò)安裝在室內(nèi)的光學(xué)傳感器接收進(jìn)行定位。當(dāng)同時(shí)有3個(gè)或3個(gè)以上不在同一直線上的應(yīng)答器做出回應(yīng)時(shí)，可以根據(jù)相關(guān)計(jì)算確定出被測(cè)物體所在的二維坐標(biāo)系下的位置?！?WiFi技術(shù)。但無(wú)論是用于室內(nèi)還是室外定位，WiFi收發(fā)器都只能覆蓋半徑90米以內(nèi)的區(qū)域，而且很容易受到其他信號(hào)的干擾，從而影響其精度，定位器的能耗也較高?！猌igBee技術(shù)。(UWBWG,2001)，具有很寬的頻帶范圍，～，并限制信號(hào)的發(fā)射功率在41dBm以下。由此可見(jiàn)，隨著定位技術(shù)的發(fā)展和定位服務(wù)需求的不斷增加，無(wú)線定位技術(shù)必須克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，滿足以下幾個(gè)條件：a)高抗干擾能力；b)高精度定位；c)低生產(chǎn)成本；d)低運(yùn)營(yíng)成本；e)高信息安全性；f)低能耗及低發(fā)射功率；g)小的收發(fā)器體積。目前，射頻識(shí)別研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)在于理論傳播模型的建立、用戶的安全隱私和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題。RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜：標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（Passive Tag，無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽）；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。RSSI利用已知發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度，接收節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算信號(hào)在傳播過(guò)程中的損耗，使用理論或經(jīng)驗(yàn)的信號(hào)傳播模型將傳播損耗轉(zhuǎn)化為距離。基于RSSI測(cè)距是一種廉價(jià)的測(cè)距技術(shù)。RFID技術(shù)通過(guò)對(duì)實(shí)體對(duì)象（包括零售商品、物流單元、集裝箱、貨運(yùn)包裝、生產(chǎn)零部件等）得唯一有效標(biāo)識(shí)，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、零售、物流、交通等各個(gè)行業(yè)。通過(guò)這種對(duì)對(duì)象進(jìn)行非接觸式信息采集處理的方式，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各類物體（如設(shè)備、車輛和人員）在不同狀態(tài)（高速移動(dòng)或靜止）下的自動(dòng)識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)象的自動(dòng)化管理或控制。電子標(biāo)簽根據(jù)不同的分類方法，可以分為許多種類。11），并提供閱讀器識(shí)別碼、讀出電子標(biāo)簽襯里時(shí)間及該標(biāo)簽的信息；3）能夠同時(shí)識(shí)別多個(gè)電子標(biāo)簽，具備防沖撞功能；4）適用于固定和移動(dòng)標(biāo)簽的識(shí)讀；5）能夠校驗(yàn)讀寫過(guò)程中的錯(cuò)誤；6）對(duì)于有源系統(tǒng)，閱讀器可以標(biāo)識(shí)電池相關(guān)信息；7）能有效控制電子標(biāo)簽，并具備一定的安全防護(hù)措施。其中，后3個(gè)頻段為ISM（Industrial Scientific Medical）頻段。（3）根據(jù)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)調(diào)制方式分類標(biāo)簽的數(shù)據(jù)調(diào)制方式即標(biāo)簽是通過(guò)何種形式方法與讀頭之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，據(jù)此RFID可分為主動(dòng)式、被動(dòng)式和半主動(dòng)式。 RFID的基本原理圖25 RFID 的基本原理框圖電子標(biāo)簽和閱讀器之間通過(guò)天線架起空間電磁波傳輸?shù)耐ǖ?。?biāo)簽和閱讀器之間的射頻信號(hào)的耦合類型如下：①電感耦合。作為一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的大規(guī)模見(jiàn)此和追蹤任務(wù)，而網(wǎng)絡(luò)自身定位是大多數(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。而人工部署和為所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)安裝 GPS 接收器都會(huì)受到成本、功耗、擴(kuò)展性等問(wèn)題的限制，甚至在某些場(chǎng)合可能根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。圖32 傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu) 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)和算法的定性分類無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括大量的節(jié)點(diǎn)，對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)精確定位的布置是難以實(shí)現(xiàn)的。一定條件下，物理定位和符號(hào)定位可以相互轉(zhuǎn)換。 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位系統(tǒng)和算法評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)從1992年 ATamp。也有部分定位系統(tǒng)將二維網(wǎng)絡(luò)部署區(qū)域劃分為網(wǎng)格，其定位結(jié)果的精度也就是網(wǎng)格的大小，如微軟的 RADAR , Wireless Corporation 的 Radio Camera 等。而是用 GPS 定位，錨節(jié)點(diǎn)的費(fèi)用會(huì)比普通節(jié)點(diǎn)高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，這意味著及時(shí)僅有10%的節(jié)點(diǎn)是錨節(jié)點(diǎn)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的價(jià)格也將增加10倍。但在真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)合中常會(huì)有諸如以下的問(wèn)題：外界環(huán)境中存在嚴(yán)重的多徑傳播、衰減、非視距（nonlineofsight ，簡(jiǎn)稱 NLOS）、通信盲點(diǎn)等問(wèn)題；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由于周圍環(huán)境或自身原因（如電池耗盡、物理?yè)p傷）而出現(xiàn)失效的問(wèn)題；外界影響和節(jié)點(diǎn)硬件精度限制早晨各節(jié)點(diǎn)或使用其他高精度的測(cè)量手段常常是十分困難或不可行的。空間代價(jià)包括一個(gè)定位系統(tǒng)或算法所需的基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量、硬件尺寸等。在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步的前提下，發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)信號(hào)給接收節(jié)點(diǎn),同時(shí)發(fā)送一個(gè)同步信息，告知接收節(jié)點(diǎn)信號(hào)發(fā)送的時(shí)間，接收節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)的同時(shí)接收同步信號(hào)，并記錄接收信號(hào)的時(shí)間。事先確定接受端位置的三維坐標(biāo)，通過(guò)測(cè)量同一信號(hào)到達(dá)任意兩個(gè)接收端的時(shí)間差,或兩種不同信號(hào)到達(dá)同一節(jié)點(diǎn)所產(chǎn)生的時(shí)間差，可以計(jì)算發(fā)射點(diǎn)與接收端的距離差。在障礙物較多的環(huán)境中，由于無(wú)線傳輸存在多徑效應(yīng)，則誤差增大，定位精度較低，尤其是當(dāng)移動(dòng)臺(tái)距離基站較遠(yuǎn)時(shí)，基站定位角度的微小偏差會(huì)導(dǎo)致測(cè)位線距離的較大誤差。此算法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連通性，確定目標(biāo)節(jié)點(diǎn)周圍的參考節(jié)點(diǎn)，直接求解參考節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的多邊形質(zhì)心。DVHop算法網(wǎng)絡(luò)連通性好、定位精度高，但是適用范圍小，僅在各向同性的密集網(wǎng)絡(luò)中，校正值才能合理地估算平均每跳距離，距錨節(jié)點(diǎn)跳數(shù)距離越遠(yuǎn)，誤差就會(huì)越大，在坐標(biāo)計(jì)算中如果忽略此問(wèn)題，會(huì)增大最終計(jì)算結(jié)果的誤差。然后，通過(guò)節(jié)點(diǎn)與多個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，使用多邊形測(cè)距來(lái)估計(jì)出最小均方差意義上的距離。它由撒布在建筑物內(nèi)位置固定的錨節(jié)點(diǎn)和需要定位的人或物體攜帶的位置節(jié)點(diǎn)（li