基于RSSI的无线传感器网络定位算法改进研究

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在无线传感器网络研究中,节点定位技术是一项重要支撑技术。精确的获取传感器节点的位置信息对于传感器网络整体监控至关重要。一般情况下,无线传感器节点都是随机分布在指定范围区域内,无法预知节点的位置,通过传感器节点之间相互传输的信息来实现节点的定位是传统的技术方式。但受到节点的能量消耗、通信距离长度、地理环境等因素的影响使得节点定位的算法精度不高、能量消耗过大。本文对无线传感器网络中节点定位技术进行了概述,并从网络节点分布、测量误差、能量消耗及算法可扩展性四方面对现有的定位算法的性能进行详尽的研究,对其中主要影响因素进行了科学的分析总结;在此基础上,分别从测距和定位两个不同的方面提出了改进算法。在测距方面,在高斯函数测距算法的基础上利用高斯加权函数能更有效的抑制信号的波动性对RSSI测距值的影响,提出了基于高斯加权校正的测距算法;该算法利用阈值K对高斯函数测量的RSSI进行优化,并对测距结果进行加权处理,使得优化结果避免了采用同一参数或者函数模型进行测量RSSI值带来的误差。在定位方面,将RSSI测距与质心算法结合,提出基于高斯加权校正的质心定位算法。该算法利用高斯加权函数测量RSSI值来计算未知节点与锚节点之间距离,并利用改进的PIT原理进一步筛选符合质心理论的锚节点,最后通过质心算法公式计算出未知节点的位置坐标。仿真实验表明:改进算法在一定能程度上避免了质心算法的计算误差较大的情况发生,同时也降低了RSSI值受环境的影响程度,在一定程度上提高了定位的精度,扩展了RSSI测距定位的范围。
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