无线传感器网络中的定位技术研究

河北北方学院毕业论文

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目录

摘要 ................................................................................................................................................. 3

Abstract ........................................................................................................................................... 4

第1章 绪论 ............................................................................................................................... 5

1.1选题的背景和意义 .................................................................................................................. 5

1.2无线传感器网络定位问题 ....................................................................................................... 6

1.2.1无线传感器网络的发展 .................................................................................................. 6

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基于ZigBee的无线传感器网络定位技术研究

作者：郭金铭 邹刚伟 胡斌杰 曹国雄

来源：《移动通信》2013年第18期

【摘 要】

在对无线信号传播模型进行详细理论分析的基础上，研究了基于RSSI测距的定位算法，并针对该算法存在的问题以及噪声的影响，从均值滤波和节点位置计算方法等方面做出了相应的改进，然后在基于ZigBee的无线传感器网络开发平台上设计并实现了该定位算法。实验测试结果表明，本系统运行稳定，具有良好的定位效果，是一套低成本、低功耗、易实现、可靠性高的定位系统。

【关键词】

无线传感器网络 定位技术 ZigBee RSSI CC2530

中图分类号：TP212.9 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2013）-18-0074-06

Research on Localization Technology Based on ZigBee Wireless Sensor Networks

GUO Jin-ming1， ZOU Gang-wei1， HU Bin-jie1， CAO Guo-xiong2

（1. School of Electronics and Information Engineering， South China University of

Technology， Guangzhou 510640， China；

2. The Science Institute， Air Force Engineering University， Xi’an 710051， China）

[Abstract]

A localization algorithm based on Received Signal Strength Indicator（RSSI） is studied by the

基于无线传感器网络的定位技术研究综述

学生：沈静蕾

学号：080304216

导师：黄磊

一、 前言

无线定位技术(UWB)的原理来源于无线电测距。无线定位技术作为一种新型的短距离定位技术，具有适用范围广，实时性好，兼具通讯功能等优点。在一些应用场合，例如森林火警、室内导航等具有很好的应用前景。但是无线定位目前也存在着精度不高、容易受干扰等缺点。在实际应用过程中，一般作为传统定位方式（如GPS定位）因条件限制无法使用时的替代技术。近年来传感器网络的定位技术研究作为一种有效的解决方案被广泛的重视。本课题针对目前国内外的研究现状，着重对无线传感器网络定位技术进行研究，力求在定位算法、软硬件设计等方面取得一定的研究成果。

二、 主体

无线传感器网络(WSN)定位技术具有重要的科研价值和广泛的应用前景，它的出现引起了全世界的广泛关注，它的研究历史并不长，但发展很快。无线传感网络多年来经过不同领域研究人员的演绎，在军事领域、精细农业、安全监控、环保监测、建筑领域、医疗监护、工业监控、智能交通、物流管理、自由空间探索、智能家居等领域的应用得到了充分的肯定。

无线传感器节点定位过程中，当未知节点获得与邻近参考节点之间的距离或相对角度信息后，通常使用以下定位算法原理计算未知的位置。

1.三边测量法

在无线传感器网络中，坐标系大多是二维空间，因此，只要知道一个未知节点到3个或3个以上锚节点的距离就可以确定该未知节点的坐标。在基于测距的定位算法中，三边测量法是计算坐标的基本途径。如图1所示。

已知A、B、C三个锚节点的坐标分别为（xa,ya）、（xb,yb）、（xc,yc）,且它们到未知节点D的距离分别为da,db,dc。设未知节点D的坐标为（x,y）,则可按如下公式（1）计算：

222222()()()()()()aaabbbcccxxyydxxyydxxyyd (1)化简得: 12222222222222()2()2()2()acacacacacbcbcabababxxyyxxyyddxyxxyyxxyydd （2）

业　：　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ　Ｈｅｒｏｌｄ　无线传感器网络节点定位技术研究　

傅明磊董慧颖　（沈阳理工大学信息科学与工程学院　辽宁沈阳　１　１　０１　６８）　高新技术　

摘要：由大量的智能传感器节点构成的无线传感器网络，已经成为一种全新的信息获取方法和处理技术。无线传感器网络的许多应用　都是基于节点的位置信息，因此本文结合节点定位的基本概念，对基于测距和非测距两种节点定位方法进行了研究，分析了基于非测　距定位方法的优势，并对几种典型的非测距定位方法进行了比较，最后给出了下一步研究工作。　关键词：无线传感器网络　定位　节点　中图分类号：ＴＰ３０１　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—０５３４（２００７）０１（ｃ）一００２８—０２　１引言　目前，有两种定位技术：集中式和分布　式定位技术。而其中常用的分布式定位技术　又根据位置估测机制的不同分成基于测距　（Ｒａｎｇｉｎｇ～ｂａｓｅｄ）和非钡０距（Ｒａｎｇｉｎｇ—ｆｒｅｅ）　两种节点定位算法。因此本文结合节点定位　的基本概念和原理，对这两种节点定位算法　的研究，分析了基于非测距定位方法的优势，　并对几种典型的非测距方法进行比较，最后　展望了下一步研究工作。　２传感器节点定位的基本概念　传感器网络的自定位技术中。根据节点　是否已知自身的位置，把传感器节点分为信　标节点（Ａｎ　ｃｈ　Ｏ　ｒ　ｎ　ｏｄ　ｅ）和未知节点　（ｕｎｋｎｏｗｎ　ｎｏｄｅ）。信标节点在网络节点　中所占的比例很小，可以通过携带ＧＰＳ定位　设备等获得自身的精确位置。信标节点是未　知节点定位的参考点。未知节点通过信标节　点的位置来确定自身的位置。　如图（１）所示的传感器网络中，Ｍ代表信　标节点。ｓ代表未知节点。ｓ节点通过与邻近　Ｍ节点之间的通信，根据一定的定位方法计　算出自身的位置。（为ｓ节点，为Ｍ节点）　３定位技术　３．１节点位置计算的基本方法　当未知节点获得对于邻近信标节点的距　离时，对其定位可用三边测量法，或极大释