C#无线传感器网络节点定位系统的设计(6)
时间:2017-06-07 15:40 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
5. 空间探索 探索外部星球一直是人类梦寐以求的理想，借助于航天器布撒的传感器节点实现对星球表面长时间的监测，应该是一种经济可行的方案。NASA的L（Jet Propulsion Laboratory）实验室研制的Sensor Webs就是为将来的火星探测进行技术准备的，已在佛罗里达宇航中心周围的环境监测项目中进行测试和完善。 6. 其他商业应用 自组织、微型化和对外部世界的感知能力是无线传感器网络的三大特点，这些特点决定了其在商业领域也具有广阔的应用前景。比如，在家具和家电中嵌入传感器节点，通过无线网络与Internet连接在一起，将会为我们提供更加舒适、方便和具有人性化的智能家居环境。德国某研究机构正在利用无线传感器网络技术为足球裁判研制一套辅助系统，以减小足球比赛中越位和进球的误判率。此外，在灾难拯救、仓库管理、交互式博物馆、交互式玩具、工厂自动化生产线等众多领域，无线传感器网络都将会孕育出全新的设计和应用模式。 此外，无线传感器网络还被应用于危险工作环境。当前在石油钻井、核电厂和组装线工作的员工将可以得到随时监控。传感器可以告诉您工作现场有哪些员工、他们在做什么，以及他们的安全保障等重要信息。 2.2 传感器节点定位技术 2.2.1 基本概念和术语 1．节点自定位的基本原理 节点自定位是指确定每个传感器节点在网络中的相对位置或绝对地理坐标。目前，最常见的节点自定位策略是在网络中布设一定比例的信标节点（beacon node），可以通过携带GPS定位设备或通过其他方式获得自身的精确位置，除了信标节点外，其他普通传感器节点就是未知节点（unknown node）。信标节点一般在网络节点中所占的比例很小，是未知节点实现自定位的参考点，未知节点通过信标节点的位置信息来确定自身位置。在图3-1所示的传感器网络中，M代表信标节点，S代表未知节点。S节点通过多跳信息传播方式与M节点之间通信，并采用一定的技术及算法获得与M节点之间的距离或角度信息，或依据相对位置关系、网络连通性等数据，根据相应的定位算法计算出自身的位置。 图2-2传感器网络中的信标节点与未知节点 2．常用术语说明： • 邻居节点(neighbor nodes)：传感器节点通信半径内的其它节点，称为节点的邻居节点； • 跳数(hop count)：两个节点之间间隔的跳段总数，称为两个节点间的跳数； • 跳段距离(hop distance)：两个节点之间间隔的各跳段距离之和，称为两节点间的跳段距离； • 连通(connectible)：是指节点间可以进行无线通信，称该节点互为连通； • 连通度(connectivity)：一个节点拥有的邻居节点数目，称为该节点的连通度； • 信标节点密度(beacon density)：传感器网络中信标节点数目与所有节点数目的比值，称为该网络的信标节点密度； 2.2.2 节点间距离（或角度）的测量方法 在无线传感器网络中，节点间距离或角度的测量技术常用的有RSSI、TOA、TDOA和AOA。 1．RSSI RSSI：己知发射功率，在接收节点测量接收功率，计算传播损耗，使用理论的或经验的信号传播模型将传播损耗转化为距离，该技术主要使用RF（radio frequency）信号。因传感器节点本身具有无线通信能力，故其是一种低功率、廉价的测距技术，RADAR，SpotON等许多项目[25, 32, 52, 89]中都使用了该技术。它的主要误差来源是环境影响所造成的信号传播模型的建模复杂性：反射、多径传播、NLOS、天线增益等问题都会对相同距离产生显著不同的传播损耗。通常将其看作为一种粗糙的测距技术，有可能产生士50%的测距误差[52]。 (责任编辑：qin) |