基于弧心的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是繼因特網(wǎng)之后，將對二十一世紀人類生活方式產(chǎn)生重大影響的IT熱點技術，在軍事、工業(yè)、民用等領域有巨大的應用價值和前景。無線傳感器網(wǎng)絡由大量靠無線和多跳方式通信的智能傳感器節(jié)點構成，這些節(jié)點一般被密集布設在特定的沒有固定基礎設施的監(jiān)控區(qū)域。由于傳感器節(jié)點在布設時采取隨機投放的方式，網(wǎng)絡中大多數(shù)節(jié)點位置不能事先確定。但對于很多應用，沒有位置信息的監(jiān)測消息是毫無意義的。因此，在傳感器網(wǎng)絡中，傳感器節(jié)點的精確定位是各種應用的前提和

2、基礎。 本文針對傳感器節(jié)點的自身定位問題，提出了一種基于弧心的分布式無線傳感器網(wǎng)絡定位新算法。該算法基于傳感器節(jié)點的通信射程，在傳感器節(jié)點之間建立起相應的通信約束關系；通過建立二維輔助坐標系，在可相互通信的傳感器節(jié)點之間建立起相應的空間幾何關系；針對每個未知節(jié)點，基于傳感器節(jié)點間的通信約束關系、空間幾何關系和錨節(jié)點的已知位置信息，從幾何學角度建立包含未知節(jié)點的圓弧區(qū)域，將該區(qū)域的質心作為未知節(jié)點的估計位置，實現(xiàn)未知傳感器節(jié)點的自

3、身定位。本算法完全基于網(wǎng)絡連通性實現(xiàn)未知節(jié)點定位，是一種無需測距技術的分布式算法。算法的圓弧區(qū)域確定方法簡單，計算量小，且網(wǎng)絡通信量很小。未知節(jié)點的失效或重新加入對已定位的節(jié)點沒有任何影響，而且不會產(chǎn)生累計誤差，非常適合低功耗自組織的無線傳感器網(wǎng)絡領域的應用。另外，為了增強定位算法的實用性，填補三維空間內傳感器節(jié)點定位算法的空白，本文在二維平面內基于弧心的定位算法基礎上，提出一種基于三維體質心的定位算法，該算法利用三維輔助坐標系，基于未