● 摘要
节点自定位技术是无线传感器网络的支撑技术之一,是传感器网络进行目标识别、监控、跟踪等众多应用的前提。其中,基于RSSI(Received Signal Strength Indicator)的无线传感器网络定位技术由于低成本、低功耗的特点被广泛使用。但由于RSSI技术易受环境影响,需要研究探索一种精度更高、鲁棒性更好的定位算法以满足传感器网络对定位精度的要求。
论文的工作包括:
1、在分析基于RSSI测距精度影响因素的基础上,对地面反射、发射功率、天线因素、供电电压、信道频率和节点间距等因素进行了研究,提出了应对方法,并通过实验验证了相关方法的有效性。
2、复杂的室内环境易对基于RSSI的定位产生影响,对此,提出一种基于区间估计的定位算法以提高定位精度、定位覆盖率和定位鲁棒性。其中在测距阶段,利用自助重抽样法构建测量距离的置信区间。在定位阶段,将所有环境噪声归为未知但有界噪声,利用集员估计和区间分析计算未知节点坐标。
3、为了进一步验证定位算法的性能,设计了一款基于MSP430的无线传感器网络节点。通过合理的节点部署,未知节点利用信标节点计算出其估计坐标,并通过汇聚节点将定位结果传输给上位机进行存储和显示。
实验结果表明,该定位算法与距离向量法(DV- distance)和最小最大法(Min-Max)两种定位算法相比,有较高的定位精度、定位覆盖率和定位鲁棒性;本系统的定位精度可以达到0.5米。与其他多种定位系统相比,该定位系统在成本与精度之间有较好的权衡。