【正文】 TIz T2z T3z T4z T5z T6z T7z T8z T9z T10z T11z T12z T13z T14z T15z。N=sqrt((T(1,14)S(1))^2+(T(2,14)S(2))^2+(T(3,14)S(3))^2+(T(4,14)S(4))^2)。J=sqrt((T(1,10)S(1))^2+(T(2,10)S(2))^2+(T(3,10)S(3))^2+(T(4,10)S(4))^2)。F=sqrt((T(1,6)S(1))^2+(T(2,6)S(2))^2+(T(3,6)S(3))^2+(T(4,6)S(4))^2)。B=sqrt((T(1,2)S(1))^2+(T(2,2)S(2))^2+(T(3,2)S(3))^2+(T(4,2)S(4))^2)。 Tb1 Tb2 Tb3 Tb4 Tb5 Tb6 Tb7 Tb8 Tb9 Tb10 Tb11 Tb12 Tb13 Tb14 Tb15。n={n1，n2，n3，am}，b={b1，b2，b3， 算法過(guò)程（1）假設(shè)有1個(gè)待測(cè)標(biāo)簽， m個(gè)參考標(biāo)簽，n個(gè)天線。假設(shè)有k個(gè)閱讀器，則在獲得k幅近似圖之后，通過(guò)取交集可以得到待定位標(biāo)簽最可能在的區(qū)域。而這個(gè)網(wǎng)格又可以進(jìn)一步分割成許多小網(wǎng)格，我們將每一個(gè)被4個(gè)參考標(biāo)簽的覆蓋的小網(wǎng)格分成個(gè)大小相同的虛擬網(wǎng)格單元，而每個(gè)虛擬網(wǎng)格單元可以看作被4個(gè)分布在單元格角上的虛擬參考標(biāo)簽覆蓋，由于參考標(biāo)簽的坐標(biāo)是已知的，虛擬參考標(biāo)簽的坐標(biāo)也可以很容易的得到。2）待定位坐標(biāo)計(jì)算如下： () VIRE算法基于LANDMARC的不足之處。然后，我們將個(gè)標(biāo)簽及坐標(biāo)為的待定位標(biāo)簽放入一個(gè)集合，該集合共有個(gè)標(biāo)簽。分別為個(gè)參考標(biāo)簽的坐標(biāo)，表示的第個(gè)參考標(biāo)簽的權(quán)重，在LANDMARC中，通過(guò)下式得到： ()通過(guò)待定位標(biāo)簽的實(shí)際坐標(biāo)和算法計(jì)算得到的待定位標(biāo)簽的坐標(biāo)的比較，可以算出他們之間的誤差值，其中的表示的是待定位標(biāo)簽的實(shí)際坐標(biāo)位置。對(duì)于每個(gè)待定位標(biāo)簽，定義。并根據(jù)最鄰近參考標(biāo)簽的坐標(biāo)加權(quán)求出待定位標(biāo)簽的坐標(biāo)。由于信號(hào)的多路徑效應(yīng)(radio signal multi—path effects)，使得其定位精度不高：而且為了使得定位能更加準(zhǔn)確，往往需要放置更多的參考標(biāo)簽?？蓴U(kuò)展性好。LANDMARC（ Location identification based on dynamic active RFID calibration ）方法是一種經(jīng)典的基于有源RFID的室內(nèi)定位算法，它采用了充當(dāng)定位參考點(diǎn)的參考標(biāo)簽來(lái)輔助定位。圖410 平面中三節(jié)點(diǎn)確定一位置節(jié)點(diǎn)示意圖（4）在實(shí)際室內(nèi)定位中，位置節(jié)點(diǎn)定位延伸為空間式定位，因此需要適當(dāng)增加天線數(shù)量以提高定位精度。x39。(x0)^2+(y4)^23239。,X,Y)運(yùn)行結(jié)果：A=(4,0)圖48 MATLAB中加權(quán)質(zhì)心算法確定待測(cè)節(jié)點(diǎn)A位置坐標(biāo)（2）在matlab環(huán)境中，可以直接利用解方程組的方法得出A點(diǎn)坐標(biāo)，如下。y2=(1/(d(1)+d(2)))+(1/(d(2)+d(3)))+(1/(d(1)+d(3)))。x1=(x(1)/(d(1)+d(2)))+(x(2)/(d(2)+d(3)))+(x(3)/(d(1)+d(3)))。,x1,y)end運(yùn)行結(jié)果：A=(4,0)圖47 MATLAB中利用第三個(gè)節(jié)點(diǎn)距離確定待測(cè)點(diǎn)A的位置坐標(biāo)反復(fù)分別以B、C兩點(diǎn)為參考帶點(diǎn)，得出A點(diǎn)位置分別為AB= (4,0)，AC= (4,0)；將AD、AB、AC三個(gè)數(shù)據(jù)帶入加權(quán)算法（如圖48所示），得出A=(4,0)，經(jīng)驗(yàn)算與實(shí)際相符。if L1L2 fprintf(39。d4=sqrt((x10)^2+(y10)^2)。d3=4。y39。(x0)^2+(y4)^23239。d3=4。通過(guò)這種內(nèi)在關(guān)系的反應(yīng)來(lái)達(dá)到提高定位精度的目的。通過(guò)對(duì)無(wú)線電傳播路徑損耗模型的分析，可以發(fā)現(xiàn)利用普通Euclidean 定位和其他定位方法時(shí)，沒(méi)有充分利用節(jié)點(diǎn)在定位階段所獲得的所有信息，沒(méi)有反映信標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)未知的影響力的大小，影響了定位精度。如圖45所示，位置節(jié)點(diǎn)收到了三個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)，那么節(jié)點(diǎn)收到三個(gè)信標(biāo)的影響，RSSI最大的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)的位置有最大的決定權(quán)。 加權(quán)質(zhì)心定位計(jì)算圖43常態(tài)分布模型繪制的強(qiáng)度（RSSI）曲線圖。再次利用質(zhì)心算法即可求出節(jié)點(diǎn)的最終位置坐標(biāo)。 Euclidean定位計(jì)算圖44 平面定位示意圖如圖45當(dāng)一個(gè)位置節(jié)點(diǎn)收到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)、發(fā)出的定位信號(hào)時(shí)，根據(jù)RSSI和信標(biāo)、的位置，可以得到，；我們可以得到兩個(gè)三角形：、,和是節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)可能位置。在圖中可以看出，信號(hào)強(qiáng)度的定位算法中信號(hào)強(qiáng)度值隨環(huán)境的改變有很高的靈敏度，這會(huì)限制測(cè)量的準(zhǔn)確度。C=B/32。 %發(fā)射功率G=g。根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，建立不同發(fā)射功率以及不同天線增益時(shí)所測(cè)得的RSSI數(shù)量集RSSI={R1，R2，R3，…,Rm}，所寫(xiě)m文件如圖42所示：function d=d(x)d0=1。這樣根據(jù)式（）可得各未知節(jié)點(diǎn)接收信標(biāo)節(jié)點(diǎn)信號(hào)時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度 （）其中天線增益為在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率之比，定量地描述一個(gè)天線把輸入功率集中輻射的程度。自由空間無(wú)線電傳播路徑損耗模型 （）其中，是距信源的距離，單位 km；是頻率，單位為 MHz；是路徑衰減因子。該算法采用了具有較大的天線發(fā)射功率的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，其發(fā)射半徑遠(yuǎn)大于普通節(jié)點(diǎn)的通信半徑，這樣可以減少信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，并且對(duì)硬件的要求不高，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的密度要求也下降了，對(duì)節(jié)點(diǎn)連通性也沒(méi)有要求，具有較好的綜合效果。所以，常采用凸規(guī)劃定位算法及極大似然估計(jì)法等方法。其流程圖如圖41所示。RADAR 屬于緊密耦合型，系統(tǒng)需要建立一個(gè)環(huán)境中各處RF信號(hào)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)庫(kù)。Active Badge的中文翻譯意思是活動(dòng)徽章，在他們的論文描述中，室內(nèi)的人員每個(gè)佩戴一個(gè)徽章，由徽章上的紅外傳感器發(fā)射信號(hào)給標(biāo)簽傳感器，每隔15s發(fā)射100ms的紅外信號(hào)。T的Active Bat 系統(tǒng)通過(guò)有線介質(zhì)連接到中心控制器。毛紀(jì)誒單隨機(jī)地同時(shí)發(fā)射RF和超聲波信號(hào)，RF信號(hào)中包含該錨節(jié)點(diǎn)的位置和ID。 APIT 算法通信開(kāi)銷小、精度高、適合跟蹤，但是算法需要足夠的PIT三角形才能達(dá)到精度要求，這就需要定位節(jié)點(diǎn)的高密度相配合。本質(zhì)上此算法是前一種算法的增強(qiáng)，引入了多參考節(jié)點(diǎn)測(cè)量進(jìn)行估計(jì)求精的步驟。隨著測(cè)距誤差的增大，定位誤差也急劇增大。（3）DVdistance 算法為了降低節(jié)點(diǎn)的性能要求，BadriNath 等提出了DVdistance 算法。然后，將其作為一個(gè)校正值傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中，校正值采用可控洪泛法在網(wǎng)絡(luò)中傳播，意味著一個(gè)節(jié)點(diǎn)僅接受獲得的第一個(gè)校正值而丟棄所有后來(lái)者，這個(gè)策略確保了絕大多數(shù)節(jié)點(diǎn)可從最近的錨節(jié)點(diǎn)接受校正值。質(zhì)心定位算法的最大優(yōu)點(diǎn)是非常簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，通信開(kāi)銷小，完全基于網(wǎng)絡(luò)的連通性，但是僅能實(shí)現(xiàn)粗糙度定位，需要較高的參考節(jié)點(diǎn)密度，需要較多的錨節(jié)點(diǎn)，參考節(jié)點(diǎn)部署的位置對(duì)定位效果影響很大，邊界節(jié)點(diǎn)的定位也較困難。 距離無(wú)關(guān)的定位算法定位技術(shù)（1）質(zhì)心算法質(zhì)心法是南加州大學(xué) Nirupama Bulusu 等提出的一種僅基于網(wǎng)絡(luò)連通性的定位算法。這種定位方法也有硬件系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜的問(wèn)題，并且需要兩節(jié)點(diǎn)之間存在視距（LOS）傳輸。（3）AOA(Angle of Arrival)到達(dá)角（AOA）方法需要在網(wǎng)絡(luò)側(cè)增加智能天線(SA)才可實(shí)現(xiàn)，由兩個(gè)或更多基站通過(guò)測(cè)量接受信號(hào)的到達(dá)角來(lái)估計(jì)移動(dòng)用戶的位置。根據(jù)這個(gè)差值和兩個(gè)接收端的位置構(gòu)建一個(gè)雙曲線，確定一個(gè)2D平面坐標(biāo)，至少需要2個(gè)雙曲線(TDOA值),3D環(huán)境則至少需要3個(gè)值。TOA 要求接收信號(hào)的錨節(jié)點(diǎn)或未知節(jié)點(diǎn)知道信號(hào)開(kāi)始傳輸?shù)臅r(shí)刻，并要求節(jié)點(diǎn)有非常精確的時(shí)鐘。在已知信號(hào)傳播速度的條件下，根據(jù)信號(hào)的傳播時(shí)間來(lái)計(jì)算與發(fā)送節(jié)點(diǎn)間的距離，然后，利用三邊測(cè)量或極大似然估計(jì)算法計(jì)算出節(jié)點(diǎn)位置。 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)及算法簡(jiǎn)析無(wú)線定位技術(shù)是用來(lái)測(cè)量處于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)物體(人和物)位置的測(cè)量方法或計(jì)算方法。資金代價(jià)則包括實(shí)現(xiàn)一種定位系統(tǒng)或算法的基礎(chǔ)設(shè)施、節(jié)點(diǎn)設(shè)備的總費(fèi)用。（7）代價(jià)。因此，定位系統(tǒng)和算法的軟、硬件必須具有很強(qiáng)的容錯(cuò)性和自適應(yīng)性，能夠通過(guò)自動(dòng)調(diào)整或重構(gòu)糾正錯(cuò)誤、適應(yīng)環(huán)境、減小各種誤差的影響，以提高定位精度。許多定位算法的精度受節(jié)點(diǎn)密度的影響，如 DVHop 算法僅可在節(jié)點(diǎn)密集部署的情況下合理地估算節(jié)點(diǎn)位置。因此，錨節(jié)點(diǎn)密度也是評(píng)價(jià)定位系統(tǒng)和算法性能的重要指標(biāo)之一。（3）錨節(jié)點(diǎn)密度。（2）規(guī)模。（1）定位精度。T Laboratories Cambridge 開(kāi)發(fā)出室內(nèi)定位系統(tǒng) Active Badge至今，研究者們一直致力于這一領(lǐng)域的研究。移動(dòng)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)是一類裝備了GPS或其他定位裝置的可移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，它在移動(dòng)的過(guò)程中周期性發(fā)布自己的位置信息。與物理定位相比，符號(hào)定位適用于某些特定的應(yīng)用場(chǎng)合。而相對(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)。而缺少位置信息的傳感數(shù)據(jù)，通常無(wú)法使用甚至沒(méi)有意義。WSN 結(jié)構(gòu)如圖31所示。因此必須采用一定的機(jī)制與算法實(shí)現(xiàn) WSN 的自身定位。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，不知道傳感器位置而感知的數(shù)據(jù)時(shí)沒(méi)有意義的。本文介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身定位系統(tǒng)和算法的性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和分類方法，著重綜述了今年來(lái)該領(lǐng)域具有代表性的算法及系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)，并指出未來(lái)的研究方向。45 kHz、5。（典型工作頻率：125 kHz、255 kHz、13。 射頻信號(hào)的耦合類型無(wú)線射頻識(shí)別操作中的一個(gè)關(guān)鍵因素是數(shù)據(jù)的傳輸轉(zhuǎn)換，它發(fā)生在RFID標(biāo)簽與閱讀器之間，成為耦合（Coupling）。通過(guò)射頻信號(hào)的耦合將電子標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)傳送給閱讀器。這種存儲(chǔ)器除了存儲(chǔ)數(shù)據(jù)功能外，還具有在適當(dāng)條件下允許多次寫(xiě)入數(shù)據(jù)的功能。主動(dòng)式標(biāo)簽用自身的射頻能量主動(dòng)地發(fā)送數(shù)據(jù)給閱讀器；被動(dòng)式標(biāo)簽使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)，它必須利用閱讀器的載波來(lái)調(diào)制自己的信號(hào)，該類技術(shù)適合用在門(mén)禁或交通應(yīng)用中，因?yàn)殚喿x器可以確保只激活一定范圍之內(nèi)的標(biāo)簽。在無(wú)線電技術(shù)中，這些頻段的技術(shù)實(shí)現(xiàn)差異很大，因此可以說(shuō)，RFID技術(shù)的空中接口覆蓋了無(wú)線技術(shù)的全頻段。ISM頻段是為工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療應(yīng)用而保留的頻率范圍，不同的國(guó)家可能會(huì)有不同的規(guī)定。7kHz；③特高頻（UHF，頻率范圍為300MHz～3GH在）：工作頻率為433MHz，866～960MHz和2。 天線（Antenna）天線在標(biāo)簽和閱讀器之間傳遞射頻信號(hào)。根據(jù)不同的應(yīng)用，各種閱讀器在結(jié)構(gòu)和形式上也是千差萬(wàn)別。按工作頻率的不同可分為低頻、高頻、超高頻；按供電形式可以分為有源標(biāo)簽、無(wú)源標(biāo)簽、半無(wú)源標(biāo)簽；按調(diào)制方式不同可以分為主動(dòng)式、被動(dòng)式、半被動(dòng)式。因此RFID的基本硬件組成部分是標(biāo)簽（Tag）、閱讀器（Reader）還有天線（Antenna）；軟件組成包括RFID系統(tǒng)軟件、中間件和應(yīng)用軟件等后臺(tái)網(wǎng)絡(luò)。它存放的識(shí)別信息是數(shù)字化的，因此通過(guò)編碼技術(shù)可以方便地實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用。圖21 自動(dòng)識(shí)別方法綜合示意圖射頻識(shí)別技術(shù)是一種易于操控、簡(jiǎn)單實(shí)用且特別適用于自動(dòng)化控制的應(yīng)用技術(shù)，起基本原理是利用射頻信號(hào)耦合（電感或電磁耦合）或雷達(dá)反射的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。射頻識(shí)別技術(shù)通常是以微小的無(wú)線收發(fā)器為標(biāo)簽（Tag）來(lái)標(biāo)志某個(gè)物體，這個(gè)物體在RFID技術(shù)中常稱為對(duì)象（Object）。雖然本算法對(duì)于應(yīng)用環(huán)境和標(biāo)簽有一定的要求, 但是對(duì)于應(yīng)用在更注重相對(duì)穩(wěn)定的室內(nèi)環(huán)境中獲得更佳的定位性能RFID定位系統(tǒng), 本算法具有一定的優(yōu)勢(shì)。RSSI測(cè)量在硬件上是相當(dāng)便宜和簡(jiǎn)單的, 且原則上只要芯片之間能夠通信, 就能夠估測(cè)出二者之間的距離, 因此其應(yīng)用范圍十分廣泛。綜合以上因素以及結(jié)合現(xiàn)有的設(shè)備, 本文選用基于RSSI 測(cè)距的定位方式，結(jié)合三角形定位算法和加權(quán)質(zhì)心定位算法進(jìn)行對(duì)比計(jì)算。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，理論上通過(guò)4個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的RSSI信息就可用三邊測(cè)量法決定一個(gè)未知節(jié)點(diǎn)的空間位置。基于測(cè)距的定位機(jī)制利用到達(dá)時(shí)間延遲TOA ( time of arrival)、信號(hào)到達(dá)時(shí)間差TDOA( time difference of arrival)、信號(hào)到達(dá)方向DOA( directional of arrival)和接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI( receive signal strength)來(lái)估計(jì)距離或來(lái)波方向, 然后使用三邊測(cè)量法、三角測(cè)量法或最大似然估計(jì)法等計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)位置, 如SDP 算法、MDS MAP 算法和ILS算法等?，F(xiàn)主要應(yīng)用于物流和供應(yīng)管理 、生產(chǎn)制造和裝配、航空行李處理、郵件/快運(yùn)包裹處理、文檔追蹤/圖書(shū)館管理、動(dòng)物身份標(biāo)識(shí)、運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)、門(mén)禁控制/電子門(mén)票、道路自動(dòng)收費(fèi)等領(lǐng)域。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。優(yōu)點(diǎn)是標(biāo)識(shí)的體積比較小，造價(jià)比較低，但是作用距離近，不具有通信能力，而且不便于整合到其他系統(tǒng)之中。這種技術(shù)作用距離短，一般最長(zhǎng)為幾十米。常用的室內(nèi)定位技術(shù)有紅外線定位、超聲波定位、基于IEEE802. 11無(wú)線定位和射頻識(shí)別RFID 定位技術(shù)等。目前很多技術(shù)還處于研究試驗(yàn)階段，如基于磁場(chǎng)壓力感應(yīng)進(jìn)行定位的技術(shù)。由此可見(jiàn)，UWB聚焦在兩個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用上，即無(wú)線無(wú)延遲地傳播大量多媒體數(shù)據(jù)，速率要達(dá)到1OOMbit/s500Mbit/s；，用于室內(nèi)精確定位，例如戰(zhàn)場(chǎng)士兵的位置發(fā)現(xiàn)、工業(yè)自動(dòng)化、傳感器網(wǎng)絡(luò)、家庭/辦公自動(dòng)化、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)跟蹤等?！猆WB技術(shù)。ZigBee是一種新興的短距離、低速率無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它介于射頻識(shí)別和藍(lán)牙之間，也可以用于室內(nèi)定位。理論上，對(duì)于持有集成了藍(lán)牙功能移動(dòng)終端設(shè)備的用戶，只要設(shè)備的藍(lán)牙功能開(kāi)啟，藍(lán)牙室內(nèi)定位系統(tǒng)就能夠?qū)ζ溥M(jìn)行位置判斷?！{(lán)牙技術(shù)。WiFi繪圖的精確度大約在1米至20