【正文】 基于這個(gè)模型，距離估算為： 第二章 傳感器網(wǎng)絡(luò)常用節(jié)點(diǎn)定位算法相關(guān)研究 15n dPdrpdd 10 ))0()((0~ 10 ??? （ ） 總的來說，僅依靠 RSSI 方法的定位系統(tǒng)，應(yīng)用在實(shí)時(shí)系統(tǒng)定位時(shí)非常方便。因?yàn)樾盘?hào)強(qiáng)度和距離之間并不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，因此，線性模型和理論模型之間還有一定的誤差。（ ）式是由（ ），（ ），（ ）聯(lián)合而得的，表明在當(dāng)前發(fā)射功率下，發(fā)送到最遠(yuǎn)的距離處，接收到的最大 RSSI 值，若超過該值的一定范圍，認(rèn)為節(jié)點(diǎn)間通信不合理，丟棄該數(shù)據(jù)包。 基于信號(hào)強(qiáng)度（ RSSI）定位 RSSI(Received Signal Strength Indicator)是接收到的信號(hào)強(qiáng)度指示器，是一種利用信號(hào)衰減推測(cè)距離的測(cè)距技術(shù) [36]。有些文章提出了以區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)作為節(jié)點(diǎn)的位置，這種方法也不好，節(jié)點(diǎn)定位的誤差會(huì)隨著相交區(qū)域的增大而大大地提高。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 常用的定位方式的實(shí)現(xiàn) 極大似然估計(jì)法 傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位 系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)有可能和多于 3 個(gè)的不同 信標(biāo) 相連。在給定一個(gè)未知坐標(biāo)的節(jié)點(diǎn)集合和一種節(jié)點(diǎn)可以估測(cè)它到其鄰居節(jié)點(diǎn)距離機(jī)制的條件下，通過局部節(jié)點(diǎn)間的通信決定每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。 SDGPSN 算法在 SPA 算法的基礎(chǔ)上，提出了基于聚類的定位思想。 基于信標(biāo)定位算法的優(yōu)點(diǎn) 相對(duì)定位通常是以網(wǎng)絡(luò)中部分節(jié)點(diǎn)為參考 ， 建立整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng) 。為了實(shí)驗(yàn)方便， 節(jié)點(diǎn)集成了 DS18B20 溫度傳感器， TSL2561光強(qiáng)度傳感器。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的定位算法 相關(guān)工作 基于信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的定位算法在研究集中在移動(dòng)信標(biāo)的選擇、移動(dòng)路徑 、定位計(jì)算方法及 移動(dòng) 節(jié) 點(diǎn)的研究。通過對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀進(jìn)行探討，確立傳感器網(wǎng)絡(luò)定位 算法 的研究的方向 。 而國(guó)外有根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通狀況來進(jìn)行路徑規(guī)劃的動(dòng)態(tài)算法 ，文獻(xiàn) [28] 提出幾條最優(yōu)路徑的選擇原則 ，本文主要進(jìn)行動(dòng)態(tài)路徑優(yōu)化研究。引入移動(dòng) 信標(biāo) 的優(yōu)勢(shì)是即使只有一個(gè) 信標(biāo) 也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)未知節(jié)點(diǎn)的定位。它可以在移動(dòng)的過程中實(shí)時(shí)獲得其當(dāng)前的位置信息。而信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的造價(jià)數(shù)倍甚至十幾倍于普通節(jié)點(diǎn)，所以其定位成本較高。文獻(xiàn) [20] 提到利用移動(dòng)參考節(jié)點(diǎn)和 RSSI(接收信號(hào)強(qiáng)度指示 )方法對(duì)未知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位，但是在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，溫度、障礙物、傳播模式等條件往往都是變化的，使得 RSSI 技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在困難。 動(dòng)態(tài)算法的研究是最近興起的一個(gè)熱點(diǎn)，理論還不完善，有別于靜態(tài)算法所涉及的都是固定節(jié)點(diǎn)，其主要是討論對(duì)傳感網(wǎng)中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位的方法 [14] ，包括待測(cè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)和信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。對(duì)于 WSN 來說，人工廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 部署或?yàn)樗芯W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)配置 GPS 裝置都會(huì)受到成本、功耗、拓展性等問題的限制，因此，尋求 WSN 自身定位機(jī)制成為許多研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者共同探討的問題 [4] 。 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在部署時(shí)往往是不可控制的，比如在大型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，通常將節(jié)點(diǎn)撒播在很廣的區(qū)域里，網(wǎng)絡(luò)中大部分的節(jié)點(diǎn)的位置是未知的，事先不能確定，但無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大多數(shù)應(yīng)用都需要知道網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的位置信息，才可能獲取到網(wǎng)絡(luò)中事件的發(fā)生位置和信息來源位置 。 本文的 主要完成的工作 有： 分析 歸納常用的 無需 測(cè)距的定位算法和基于信標(biāo)的定位算法，研究基于信標(biāo)的定位算法的定位機(jī)制 ，研究利用移動(dòng)信標(biāo)的信息來進(jìn)行定位計(jì)算 。 為此我們需要研究更為有效的定位算法，降低定位成本，提高定位精度。 by acquiring connectivity conditions of the work we optimize the path of mobile beacon. These make increase of positioning accuracy of positioning algorithm and reduce munication costs, improve efficiency of the algorithm. Finally, we simulate mobile beacon base localization algorithm in OMNeT + + 廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 IV simulation environment by modeling mobile intelligent nodes and ordinary nodes in the work. The work putes the unknown node’s location through the positioning process of munication and data processing. The simulation results show that the algorithm base on mobile beacon with optimal path not only improves the positioning accuracy but also reduce the munication overhead of locatingm, these improve the efficiency of wireless sensor nodes localization. Key words: WSN； Mobile anchor； Optimal path； OMNeT++； Smart node 目 錄 V 目 錄 摘 要 ...............................................................................................................................I ABSTRACT................................................................................................................. III 目 錄 ............................................................................................................................. V CONTENTS................................................................................................................VII 第一章 緒 論 ................................................................................................................ 1 本論文的研究背景及意義 ................................................................................. 1 研究背景與意義 ....................................................................................... 1 課題來源 ................................................................................................... 3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ................................................................................................. 3 本論文的主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu) ......................................................................... 5 第二章 傳感器網(wǎng)絡(luò) 常用節(jié)點(diǎn)定位算法相關(guān)研究 ...................................................... 7 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的定位算法 ...................................................... 7 相關(guān)工作 .................................................................................................... 7 基于信標(biāo)定位算法的優(yōu)點(diǎn) ........................................................................ 9 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)常用的定位方式的實(shí)現(xiàn) ........................................................ 10 極大似然估計(jì)法 ...................................................................................... 10 三邊測(cè)量定位法 ...................................................................................... 11 三角測(cè)量定位法 ...................................................................................... 12 常用的節(jié)點(diǎn)定位算法 ........................................................................................ 13 常用的 Rangebase 節(jié)點(diǎn)定位算法 ........................................................ 13 常用的 Rangefree 節(jié)點(diǎn)定位算法 .......................................................... 16 本章小結(jié) ............................................................................................................ 18 第三章 基于移動(dòng)信標(biāo)的節(jié)點(diǎn)定位算法 .................................................................... 19 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于移動(dòng)信標(biāo)改進(jìn)的 DVHop 定位算法 ........................... 19 DVHop 定位算法 .................................................................................. 20 移動(dòng)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)定位算法 .......................................................................... 23 廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 VI 仿真分析 ................................................................................................. 26 基于移動(dòng)信標(biāo)動(dòng)態(tài)選擇改進(jìn) DVHop 定位算法 ............................................ 28 DVHop 定位算法平均跳距離計(jì)算誤差來源分析 ............................... 29 基于移動(dòng)信標(biāo)動(dòng)態(tài)選擇的改進(jìn)型 DVHop 定位算法過程 .................. 31 仿真分析 .................................................................................................. 34 本章小結(jié) ........................................................................................................... 35 第四章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)信標(biāo)的路徑優(yōu)化 ........................................................ 36 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)信標(biāo)的移動(dòng)模型分析 .................................................... 36 隨機(jī)移動(dòng) RWP(Random Way Point)模型 ............................................. 36 高斯馬爾可夫移動(dòng) GaussMarkov 模型 ....