【正文】 響力越大，對(duì)節(jié)點(diǎn)位置有更大的決定權(quán)。取這三個(gè)點(diǎn)的質(zhì)心，可以得到的近似位置： （） （）當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)信號(hào)時(shí)，可以構(gòu)成個(gè)三角形，每個(gè)三角形可產(chǎn)生一個(gè)近似的位置坐標(biāo)。圖43 常態(tài)分布模型繪制的強(qiáng)度（RSSI）曲線圖圖43為經(jīng)驗(yàn)公式中信號(hào)強(qiáng)度與待測(cè)距離之間的關(guān)系。 %接收到的信號(hào)強(qiáng)度P=p。 計(jì)算過程聯(lián)立以上公式得：（）在接下來的計(jì)算中用表示發(fā)射功率，用表示天線增益，于是： （）經(jīng)化解得出檢測(cè)距離與閱讀器測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度之間的關(guān)系為：（）根據(jù)所查資料及經(jīng)驗(yàn)值，假定，（）, ()得： （）在matlab里邊上述計(jì)算式進(jìn)行仿真，建立m文件。針對(duì)野外應(yīng)用環(huán)境，一般采用自由空間傳播模型和對(duì)數(shù)常態(tài)分布模型用于分析和方針。實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，因?yàn)镽SSI會(huì)有隨機(jī)分量，無法精確計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)位置。4. RADAR 定位系統(tǒng)RADAR 定位系統(tǒng)是一個(gè)利用無線信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行距離估計(jì)，然后再利用多個(gè)距離值估算出目標(biāo)位置坐標(biāo)的系統(tǒng)個(gè)。2. Active Bat 定位系統(tǒng)ATamp。找到若干個(gè)由參考節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的三角形，需要定位的節(jié)點(diǎn)在三角形內(nèi)， 則節(jié)點(diǎn)必然在這些三角形的交集內(nèi)，使用這個(gè)交集的重心估算節(jié)點(diǎn)的位置。DVdistance算法也僅適用于各向同性的密集網(wǎng)絡(luò)。首先，使網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)獲得距錨節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，在獲得其他錨節(jié)點(diǎn)的位置和間隔跳距后，錨節(jié)點(diǎn)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)平均每跳距離。DPE算法通過選擇合適的導(dǎo)標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)來減少定位誤差，由于需要的節(jié)點(diǎn)數(shù)減少，在一定程度上降低了對(duì)計(jì)算機(jī)處理資源的需求， 但是導(dǎo)標(biāo)結(jié)構(gòu)的部署方式對(duì)算法性能有一定的影響，也可能影響其實(shí)用性。由于這種方法不是采用到達(dá)的絕對(duì)時(shí)間來確定節(jié)點(diǎn)的位置，降低了對(duì)時(shí)間同步的要求，但是仍然需要較精確的計(jì)時(shí)功能，并且硬件上要有超聲波發(fā)送和接受裝置，增加了節(jié)點(diǎn)的成本和體積，同時(shí)由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有分布密集和無線通信范圍小的特點(diǎn)，這種方法大規(guī)模的應(yīng)用難度較大。在 TOA 方法中，若電波從錨節(jié)點(diǎn)到未知節(jié)點(diǎn)的傳播時(shí)間為，電波傳播速度為，則錨節(jié)點(diǎn)到未知節(jié)點(diǎn)的距離為。同時(shí)，這些性能指標(biāo)是相互關(guān)聯(lián)的，必須根據(jù)應(yīng)用的具體需求做出權(quán)衡，以選擇和設(shè)計(jì)合適的定位技術(shù)。由于傳感器節(jié)點(diǎn)電池能量有限，因此在保證定位精度的前提下，與功耗密切相關(guān)的定位所需的計(jì)算量、通信開銷、存儲(chǔ)開銷、時(shí)間復(fù)雜性是一組關(guān)鍵性指標(biāo)。節(jié)點(diǎn)密度通常以網(wǎng)絡(luò)的平均連通度來表示。例如，RADAR 系統(tǒng)僅可在建筑物的一層內(nèi)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位，劍橋的 Active Office 定位系統(tǒng)每200ms 定位一個(gè)節(jié)點(diǎn)。WSN 自身定位系統(tǒng)和算法的性能直接影響其可用性，如何評(píng)價(jià)他們是一個(gè)重要的問題，下面定性地討論幾個(gè)常用的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。（4）移動(dòng)信標(biāo)與固定信標(biāo)定位。絕對(duì)定位于物理定位類似，定位結(jié)果是一個(gè)坐標(biāo)位置，如經(jīng)緯度。其應(yīng)用已經(jīng)由軍事領(lǐng)域擴(kuò)展到了醫(yī)療衛(wèi)生、遠(yuǎn)程監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、搶險(xiǎn)救災(zāi)和工業(yè)等領(lǐng)域。從軍事應(yīng)用、目標(biāo)追蹤、環(huán)境監(jiān)測(cè)到空間探索，WSN 的未來應(yīng)用將超出我們的想象力。（典型工作頻率：433 kHz、915 kHz、2。圖26 射頻識(shí)別體統(tǒng)模型 RFID的基本工作流程射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本工作流程是（針對(duì)無緣系統(tǒng)）：閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)射頻卡進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，射頻卡獲得能量被激活；射頻卡講自身編碼等信息通過卡內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去；系統(tǒng)接收天線接收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號(hào)，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器，閱讀器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼然后送到后臺(tái)主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理；主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該卡的合法性，針對(duì)不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。（4）根據(jù)標(biāo)簽的可讀性分類射頻標(biāo)簽內(nèi)部使用的存儲(chǔ)器類型不一樣，可以分為可讀寫卡(RW)，一次寫入多次讀出卡(WORM)和只讀卡(RO)，只讀卡標(biāo)簽內(nèi)一般只有只讀存儲(chǔ)（ROM）和隨即存儲(chǔ)器（RAM）和緩沖存儲(chǔ)器，而可讀寫卡一般還有非活動(dòng)可編程記憶存儲(chǔ)器。RFID技術(shù)涉及無線電的低頻、高頻、特高頻和超高頻頻段。56MHz177。射頻模塊負(fù)責(zé)接收射頻信號(hào)和發(fā)送包含數(shù)據(jù)的射頻信號(hào)；控制模塊可通過控制本振來調(diào)整射頻模塊發(fā)射和接收頻率，對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼調(diào)制，對(duì)接收進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼、校驗(yàn)，并通過數(shù)據(jù)處理將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)格式通過I/O接口發(fā)送給應(yīng)用系統(tǒng)；應(yīng)用系統(tǒng)通過向閱讀器發(fā)出讀取命令，作為響應(yīng)，閱讀器控制模塊通過一系列動(dòng)作，調(diào)整射頻模塊參數(shù)，通過天線模塊使閱讀器和電子標(biāo)簽之間建立通信，完成信息交互。 RFID的組成射頻識(shí)別是通過無線傳送的數(shù)據(jù)來檢測(cè)和識(shí)別帶有標(biāo)簽的物體。閱讀器可以對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和處理，并且可以通過計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)傳送它們。本文致力于減少LANDMARC算法無關(guān)的計(jì)算量的同時(shí)保持甚至提高定位精度, 提出一種利用對(duì)射頻信號(hào)強(qiáng)度調(diào)制進(jìn)行定位區(qū)域的細(xì)化的策略來消除距離待定位標(biāo)簽較遠(yuǎn)的讀卡器和參考標(biāo)簽對(duì)定位計(jì)算的影響。因此，基于RSSI的測(cè)距方法還是被廣泛應(yīng)用的。 后者無需測(cè)量節(jié)點(diǎn)的絕對(duì)距離或方位, 而是利用節(jié)點(diǎn)間的估計(jì)距離計(jì)算節(jié)點(diǎn)位置。RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。射頻識(shí)別技術(shù)利用射頻方式進(jìn)行非接觸式雙向通信交換數(shù)據(jù)以達(dá)到識(shí)別和定位的目的。此外，還有基于圖像分析的定位技術(shù)、信標(biāo)定位、三角定位等。ZigBee最顯著的技術(shù)特點(diǎn)是它的低功耗和低成本?！　∷{(lán)牙室內(nèi)定位技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備體積小、易于集成在 PDA、PC以及手機(jī)中，因此很容易推廣普及。芬蘭的Ekahau公司開發(fā)了能夠利用WiFi進(jìn)行室內(nèi)定位的軟件。它不需要使用傳統(tǒng)通信體制中的載波，而是通過發(fā)送和接收具有納秒或納秒級(jí)以下的極窄脈沖來傳輸數(shù)據(jù)，從而具有GHz量級(jí)的帶寬。因此，紅外線只適合短距離傳播，而且容易被熒光燈或者房間內(nèi)的燈光干擾，在精確定位上有局限性。因此利用該重定位技術(shù)，可提供對(duì)定位精度要求較高的業(yè)務(wù)，如電子地圖顯示用戶位置等。 室內(nèi)GPS定位技術(shù)[3]GPS是目前應(yīng)用最為廣泛的定位技術(shù)。一般用于車輛導(dǎo)航和手持設(shè)備。 range based。當(dāng)前，無線通信技術(shù)飛速發(fā)展，在新技術(shù)和市場(chǎng)需求的共同作用下，未來無線通信技術(shù)的傳輸熟慮更高，同時(shí)更具有安全性、智能性和靈活性，以及更好的傳輸質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量。列舉了定位的主要應(yīng)用領(lǐng)域。除了全球定位系統(tǒng)(GPS)在導(dǎo)航和室外環(huán)境的應(yīng)用定位以外，人們對(duì)室內(nèi)定位、短距離定位等應(yīng)用不甚了解。GPS 所能達(dá)到的定位精度范圍在5m20m。室內(nèi)GPS技術(shù)采用大量的相關(guān)器并行地搜索可能的延遲碼，同時(shí)也有助于實(shí)現(xiàn)快速定位?！　　t外線室內(nèi)定位技術(shù)。超聲波定位系統(tǒng)可由若干個(gè)應(yīng)答器和一個(gè)主測(cè)距器組成，主測(cè)距器放置在被測(cè)物體上，在微機(jī)指令信號(hào)的作用下向位置固定的應(yīng)答器發(fā)射同頻率的無線電信號(hào)，應(yīng)答器在收到無線電信號(hào)后同時(shí)向主測(cè)距器發(fā)射超聲波信號(hào)，得到主測(cè)距器與各個(gè)應(yīng)答器之間的距離。因此，超寬帶技術(shù)可以應(yīng)用于室內(nèi)靜止或者移動(dòng)物體以及人的定位跟蹤與導(dǎo)航，且能提供十分精確的定位精度。目前，它應(yīng)用于小范圍的室內(nèi)定位，成本較低。藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用于定位，與WiFi有很多相似之處，主要應(yīng)用于小范圍定位，例如單層大廳或倉(cāng)庫；其不足在于藍(lán)牙器件和設(shè)備的價(jià)格比較昂貴，而且對(duì)于復(fù)雜的空間環(huán)境，藍(lán)牙系統(tǒng)的穩(wěn)定性稍差，受噪聲信號(hào)干擾大。UWB是一種高速、低成本和低功耗新興無線通信技術(shù)。未來室內(nèi)定位技術(shù)的趨勢(shì)是衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與無線定位技術(shù)相結(jié)合，將GPS定位技術(shù)與無線定位技術(shù)有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)長(zhǎng)，則既可以提供較好的精度和響應(yīng)速度，又可以覆蓋較廣的范圍，實(shí)現(xiàn)無縫的、精確的定位。同時(shí)由于其非接觸和非視距等優(yōu)點(diǎn)，可望成為優(yōu)選的室內(nèi)定位技術(shù)。系統(tǒng)由一個(gè)詢問器（或閱讀器）和很多應(yīng)答器（或標(biāo)簽）組成。對(duì)定位算法的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有定位精度、節(jié)點(diǎn)密度、容錯(cuò)和自適應(yīng)性、功耗和代價(jià)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模等幾個(gè)部分。以上這三種RFID室內(nèi)定位方案都是采用射頻信號(hào)強(qiáng)度( RSSI) 數(shù)據(jù)作為定位依據(jù)。它作為以綜合乃個(gè)快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確采集與處理信息的高新技術(shù)和信息標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)，被列為21世紀(jì)十大重要技術(shù)之一。工作時(shí)，這種電子標(biāo)簽與閱讀器的作用距離近可以小雨1cm，遠(yuǎn)可以達(dá)到數(shù)十米甚至上百米。作為被識(shí)別物的”身份卡”，附著在標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象上，是RFID的信息載體，其可以根據(jù)需要做成各種樣式，但無論做成何種樣式在其內(nèi)部都存儲(chǔ)著獨(dú)立且唯一的電子編碼，使得它能區(qū)分不同的被標(biāo)識(shí)物。圖24 閱讀器的原理組成閱讀器一般完成如下功能：1）閱讀器與電子標(biāo)簽之間的通信，在規(guī)定技術(shù)條件下，閱讀器與電子標(biāo)簽之間可以進(jìn)行雙向通信；2）閱讀器與計(jì)算機(jī)之間可以通過標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行通信（如，RS232/RS45RJ45 、WLAN802。8GHz和24GHz，但目前24GHz基本沒有采用?！坝性础笔侵竷?nèi)置有電池提供電源，其作用距離較遠(yuǎn)，但壽命有限、提及較大、成本高，且不適合在惡劣環(huán)境下工作；“無源”指內(nèi)無電池，它利用波束供電技術(shù)將接收到的射頻能量轉(zhuǎn)化為直流電源為內(nèi)部電路供電，其作用距離相對(duì)有源較短，但壽命長(zhǎng)且工作環(huán)境要求不高。一般來說，無源標(biāo)簽一般是TTF方式，TTF系統(tǒng)通信協(xié)議比較簡(jiǎn)單，防沖撞能力更強(qiáng)，速度更快。在大多數(shù)無線射頻識(shí)別系統(tǒng)中，耦合可以利用電磁波（反向散射），也可以利用磁（感應(yīng)），所用的方法取決于應(yīng)用需求，如成本的高低、尺寸的大小、適度速度、讀取范圍和精確度等。3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的定位系統(tǒng)和算法無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被譽(yù)為21世紀(jì)最有影響力的21項(xiàng)技術(shù)和改變世界的10大技術(shù)之一，傳感器節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多數(shù)應(yīng)用中的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一，在目標(biāo)監(jiān)測(cè)與跟蹤、基于位置信息的路由等，節(jié)點(diǎn)的位置信息也是不可缺少的。另一方面，了解傳感器節(jié)點(diǎn)位置信息還可以提高路由效率，為網(wǎng)絡(luò)提供命名空間，想部署者報(bào)告網(wǎng)絡(luò)的覆蓋質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡一集網(wǎng)絡(luò)拖布的自配置。用戶通過管理節(jié)點(diǎn)對(duì)WSN 進(jìn)行配置和管理，發(fā)布檢測(cè)任務(wù)以及收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。經(jīng)緯度就是物理位置，而某個(gè)節(jié)點(diǎn)在建筑物得123號(hào)房間就是符號(hào)位置。而固定信標(biāo)節(jié)點(diǎn)是一類裝備了GPS或其他定位裝置的不可移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。例如，定位精度為20%表示定位誤差相當(dāng)于節(jié)點(diǎn)無線射程的20%。人工部署的方式不僅受網(wǎng)絡(luò)部署環(huán)境的限制，還嚴(yán)重制約了網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的可擴(kuò)展性。通常，定位系統(tǒng)和算法都需要比較理想的無線通信環(huán)境和可靠的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備。時(shí)間代價(jià)包括一個(gè)系統(tǒng)的安裝時(shí)間、配置時(shí)間、定位所需時(shí)間。 基于距離的定位算法及定位技術(shù)（1）TOA(Time of Arrival)到達(dá)時(shí)間（TOA）技術(shù)通過測(cè)量信號(hào)傳播時(shí)間來測(cè)量距離。（2）TDOA(Time Difference of Arrival)時(shí)間差（TDOA）是最為流行的一種定位方法， 在GSM和CDMA中應(yīng)用廣泛。通過計(jì)算信號(hào)到達(dá)任意兩個(gè)接收端各自的入射角度，以及從接收端引出的兩條射線的交點(diǎn)，可以得到發(fā)射點(diǎn)的位置。質(zhì)心為多邊形的幾何中心，是多邊形頂點(diǎn)坐標(biāo)的平均值。DVHop算法雖然待定位節(jié)點(diǎn)通信范圍內(nèi)的參考節(jié)點(diǎn)數(shù)量不多，但是，采用上述方法可以獲得通信范圍外多個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的估計(jì)距離，利用更大量的信息獲得該節(jié)點(diǎn)的位置。首先，采用與DVHop算法類似的方法確定節(jié)點(diǎn)與每個(gè)參考節(jié)點(diǎn)之間的跳數(shù)，即節(jié)點(diǎn)到參考節(jié)點(diǎn)的梯度跳數(shù)，稱為梯度值。Cricket 系統(tǒng)是MIT開發(fā)的最早的松散耦合定位系統(tǒng)。但這種部署策略限制了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，代價(jià)較大，無法應(yīng)用于不適合布線的環(huán)境。4 基于測(cè)距的無線網(wǎng)絡(luò)定位方法對(duì)定位算法的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有定位精度、節(jié)點(diǎn)密度、容錯(cuò)和自適應(yīng)性、功耗和代價(jià)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模等幾個(gè)部分。加權(quán)質(zhì)心定位算法是一種基于Euclidean定位計(jì)算的方法。下述對(duì)數(shù)常態(tài)分布模型將更加合理，式（）可用于計(jì)算節(jié)點(diǎn)收到信標(biāo)信息時(shí)的路徑損耗 （）其中是經(jīng)過距離后的路徑損耗；是平均值為0的高斯分布隨機(jī)變數(shù)，其標(biāo)準(zhǔn)差范圍為4～10；的范圍是2～5；取。n=N。 %信號(hào)源頻率A=R++10*n*log10(d0*F)+x。當(dāng)傳輸距離較近的時(shí)候， RSSI 值衰減得較快； 當(dāng)傳輸距離越遠(yuǎn)，衰減得越慢,接收強(qiáng)度對(duì)傳輸距離的變化表現(xiàn)不明顯。這為傳感區(qū)域邊界附近節(jié)點(diǎn)的精確定位建立了基礎(chǔ)，克服了一些定位方法造成的邊界附近節(jié)點(diǎn)內(nèi)陷的問題。在保證參與定位計(jì)算的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)數(shù)大于三個(gè)的情況下，將距離大于80m（視應(yīng)用環(huán)境而定）的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)去除，以免造成定位誤差擴(kuò)大。function A=A(x,y)d1=4。x39。x2=4。,x2,y)else fprintf(39。X=x1/x2。(x0)^2+(y0)^21639。y39。所以LANDMARC方法通過比較閱讀器接收到的待定位標(biāo)簽與參考標(biāo)簽信號(hào)強(qiáng)度值的大小來找出離待定位標(biāo)簽距離最近的幾個(gè)參考標(biāo)簽，然后根據(jù)這幾個(gè)參考標(biāo)簽的坐標(biāo)，并結(jié)合它們的權(quán)重用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出待定位標(biāo)簽的位置。LANDMARC是借助參考標(biāo)簽（或稱為輔助標(biāo)簽）定位，這些參考標(biāo)簽在該定位系統(tǒng)中被視為參考點(diǎn)。2）選取最小的個(gè)參考標(biāo)簽作為最鄰近標(biāo)簽。以該方法計(jì)算該集合中的每一個(gè)最鄰近參考標(biāo)簽的坐標(biāo)，得到個(gè)坐標(biāo)值。VIRE中還引入了近似圖(proximity map)的概念，近似圖覆蓋整個(gè)定位區(qū)域，并且也被劃分為很多小區(qū)域(小方格)，其中每個(gè)區(qū)域的中心對(duì)應(yīng)著一個(gè)虛擬參考標(biāo)簽。建立以下幾個(gè)集合：①參考標(biāo)簽ID集合：ID={i1，i2，i3，Sn}；、（5）根據(jù)LANDMARK算法中提及的算法計(jì)算中間變量Ej，并按照計(jì)算結(jié)果將Ej從小到大的順序排列建立新的集合E，每個(gè)元素E都對(duì)應(yīng)一個(gè)參考標(biāo)簽坐標(biāo)位置；（6）選取集合E中相對(duì)較小的幾個(gè)參考標(biāo)簽進(jìn)行加權(quán)計(jì)算得出待測(cè)標(biāo)簽位置坐標(biāo)。D=sqrt((T(1,4)S(1))^2+(T(2,4)S(2))^2+(T(3,4)S(3))^2+(T(4,4)S(4))^2)。L=sqrt((T(1,12)S(1))^2+(T(2,12)S(2))^2+(T(3,12)S(3))^2+(T(4,12)S(4))^2