基于RSSI的无线传感器网络室内定位算法的设计与实现
摘 要
无线传感器网络中节点定位技术是其主要的支撑技术之一，只有节点自身可以正确定位 才能提供监测事件的位置信息。随着无线传感器网络技术的不断成熟进步，其在实际生活中 的应用也将越来越广泛，节点定位技术研究对于传感器网络技术的提高有着重要的理论意义 和应用价值。
本文基于无线传感器网络中的定位系统对节点定位技术进行了研究。主要的研究内容和 结论如下：
（1）对无线传感器网络技术的国内外研究现状进行了总结，并研究分析了无线传感器网 络及其关键技术和应用，重点对无线传感器网络中的各定位技术和定位算法进行了研究和分 析，总结分析了定位技术中有待解决的问题。
（2）基于 RSSI 校验的无线传感器网络节点定位算法：本文通过将 RSSI 定位系统与数 学工程中最优化问题结合在一起研究分析了基于 RSSI 测距的 BFGS 定位算法，该方法把无线 传感器网络节点的定位问题转化为无约束的最优化问题。最后的仿真结果验证了该算法在环 境适应性方面明显优于其它相关算法。
（3）在当前信号模型的基础上对 Shadowing 模型和质心定位算法进行了优化，首先对信 号模型的参考节点选取进行了有效约束，然后对选取的优选节点进行三边测试，对未知节点 进行估计，最终使用加权质心算法，实现更精确的定位。RSSI 定位系统中锚节点与未知节点 的距离对定位结果有一定的影响，距离越近的锚节点对未知节点的定位影响越大，反之越小， 基于此对质心算法进行距离加权，利用加权系数来体现锚节点对未知节点决定权的大小。我 们把 Shadowing 信号传播模型和质心算法与结合在一起进行模拟仿真，结果显示该定位系统 可以有效提高未知节点的定位精度，提高系统定位性能。
关键词： 无线传感器网络定位，RSSI，信道模型，BFGS，锚节点
第一章 绪论
1.1 研究背景
无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)是在因特网普及之后，将对人类的生活 方式产生重大影响的IT技术之一。它是由部署在监测区域周围的大量的微型传感器节点组成， 通过无线通信方式形成一个多跳的自组织的网络系统，其目的是相互协作地感知、采集和处 理网络覆盖区域中监测对象的信息，并发送给观察者。传感器、监测对象和观察者构成了无 线传感器网络的三个主要要素。计算技术、微电子技术和无线电通信技术等技术的飞速进步， 推动了多功能低功耗传感器的快速发展，在传感器微小的体积内能够进行集成信息采集、无 线通信和数据处理等多种功能。人们可以通过无线传感器网络来直接地感知客观世界，作为 对现有因特网的一种扩展并极大提高了人类认知世界的能力。如果说因特网构成了思维逻辑 上的信息世界，改变了人们之间的沟通方式，那么，无线传感器网络便是将思维逻辑上的信 息世界与客观存在的物理世界融合为一体，来改变人类与自然界的交互方式。美国MIT技术 和商业周刊评论在预测未来高新技术发展的一项报告中，分别将无线传感器网络评为改变世 界的十大技术和 21 世纪最有影响的 21 项技术之一。仿生人体器官、塑料电子学和无线传感 器网络被称为人类未来发展的三大高科技产业[1]。
1.2 国内外研究现状
20 世纪 90 年代中后期，无线传感器网络技术引起了学术界、军界和工业界广泛的关注， 得到了快速的发展。美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration NASA)、美国先进国防研究项目局(DARPA-Defense Advanced Research Projects Agency)等支持 常春藤高校、科研单位等具有一定实力的部门进行无线传感器领域的研究，1994 年加州大学 洛杉矶分校的William J.Kaiser教授向DARPA提交了建议书“Low Power Wireless Integrated Micro sensors”,对推动无线传感器网络的研究具有里程碑的意义。进入 21 世纪以来，发达国 家相继启动了许多关于传感器网络的研究计划。美国国防高级研究计划署(DARPA)在 1993 年 资助开展了无线集成传感器网络WINS项目，涉及MEMS传感器和接收器、网络协议设计、信 号处理结构和检测理论的基本原理等方面；1995 年，美国国家交通部正式提出“国家智能交 通系统项目规划”，该规划试图建立一个实时的、准确的、大范围的、高效的综合交通运输管
参考文献
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