無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)研究及設(shè)計(jì).pdf

1、無(wú)線通信、傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)的日益成熟,使得低成本、低功耗、大規(guī)模的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)得到快速發(fā)展,且逐步應(yīng)用于軍事、民用等眾多領(lǐng)域。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,位置信息扮演著不可或缺的重要角色,如何設(shè)計(jì)高效實(shí)用的定位算法和系統(tǒng)一直是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)之一。
　　 定位算法是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容,在分析國(guó)內(nèi)外定位算法及系統(tǒng)技術(shù)難點(diǎn)的基礎(chǔ)上,針對(duì)以下問(wèn)題:1、如何在不增加網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)擔(dān)情況下,提供較高的定位精度,滿足大

2、多數(shù)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)需求；2、如何在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化頻繁情況下,具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性；3、如何在高噪聲環(huán)境下,具有較強(qiáng)的抗環(huán)境干擾魯棒性:進(jìn)行了深入研究,取得如下研究成果:
　　 1、建立WSN節(jié)點(diǎn)定位模型,主要包括系統(tǒng)模型、測(cè)距模型和誤差模型。
　　 2、通過(guò)分析未知節(jié)點(diǎn)與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離和信標(biāo)節(jié)點(diǎn)間的共線性這兩個(gè)影響定位精度的因素,提出了一種最優(yōu)信標(biāo)組選擇機(jī)制。
　　 3、研究節(jié)點(diǎn)定位的擴(kuò)展卡爾曼模型,通過(guò)

3、其迭代求精過(guò)程有效抑制測(cè)量噪聲,提高了未知節(jié)點(diǎn)的定位精度。
　　 4、結(jié)合最優(yōu)信標(biāo)組選擇機(jī)制與擴(kuò)展卡爾曼濾波的優(yōu)點(diǎn),提出一種新的基于最優(yōu)信標(biāo)組的擴(kuò)展卡爾曼濾波定位算法(BBG-EKF)。該算法復(fù)雜度低,通信量小,定位精度較高。
　　 5、搭建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng),包括硬件平臺(tái)與軟件平臺(tái)。硬件平臺(tái)主要有傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì),測(cè)距方式結(jié)合RSSI和超聲波兩種測(cè)距方式。軟件平臺(tái)主要是BBG-EKF定位算法實(shí)現(xiàn),以及節(jié)