无线网络定位技术国内外研究现状
时间:2018-03-02 14:02 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 定位技术是无线传感器网络应用的基础。当传感器节点感知到监测区域内的信息后，若无法得知其精确地理位置，那么监测到的数据就没有意义。因此，在无线传感器网络研究领域，定位技术被人们认为是一项支撑技术，受到国内外各界专家学者的重视。近年来，无线传感器网络定位技术研究的进展很快，取得了很多成果，提出了许多针对定位问题的解决方案和算法。10920 绝大多数无线传感器网络的定位算法分为两个步骤: 第一步计算网络中未知节点到信标节点的距离或角度；第二步，利用目前己知的方法计算出未知节点的自身位置坐标。目前常用的计算未知节点自身位置坐标的方法有三边测量法、三角测量法和极大似然估计法等，这些方法已经基本成熟，所以我们研究的重点就落在如何求出未知节点与信标节点之间的距离或角度。 目前，计算未知节点到信标节点的距离或角度的方法有很多种，而且存在很多不同的分类方法。人们常常使用基于测距(Range-Based)和非基于测距 (Range-Free)的分类方法 。在基于测距的算法中，典型的测距方法有四种: 到达时间(Time Of Arrival，TOA)、到达时间差(Time Difference Of Arrival，TDOA)、到达角度(Angle Of Arrival，AOA)和接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)。这些测量方法由于实际测量了节点间的距离或角度，通常得出的数据是相对精确的，定位精度也较高，但对节点的硬件配置也提出了较高的要求，因此在定位过程中，节点消耗的能量相对较多，而且易受温度、湿度、障碍物等环境因素的影响。 非基于测距的方法不需要实际测量节点间的距离，而是利用节点间的连通性和多跳路由信息交换等方法来估计节点间的距离或角度，它受环境因素的影响不大，对硬件要求不高，所以这种方法越来越多的受到人们的关注。非基于测距的典型算法有质心算法、DV-Hop算法等。这些算法成本低、效率高，但存在一定的误差。某些情况下，我们可以将这些误差控制在系统所允许的范围之内，不影响定位效果。 近来，由摩托罗拉公司开发的CC2431无线定位芯片是定位技术实际应用的一个很好的例子，它是一个带硬件定位引擎的片上系统(SoC)解决方案，能满足低功耗ZigBee/IEEE802.15.4无线传感器网络的应用需要。它不需要如GPS技术那样使用卫星，而是使用CC2431芯片组成的ZigBee无线定位网络，就可以实现非常高的定位分辨率和非常高的定位精度。CC2431定位引擎基于RSSI技术，根据接收信号强度与己知节点的位置准确计算出有关节点的位置，然后将位置信息发送给接收端 。 经过不断地努力，国内外学者在无线传感器网络定位算法的研究中取得了很大的进展，但还有一些问题亟需解决。例如，更加精确的测距手段、定位过程中存在的误差累积、节点定位带来的通信开销和节点的计算量问题、对移动传感器节点定位算法的研究等等。目前的定位算法大都在能耗、成本和精度上作了折中考虑。由于各种应用差别很大，没有普遍适合于各种应用的定位算法，因此要针对不同的应用，通过综合考虑节点的规模、成本以及系统对定位精度的要求，来选择最适当的定位算法。 (责任编辑：qin) |