無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位算法的研究與設計.pdf

1、隨著嵌入式計算、無線通信、分布式信息處理和微電子機械系統(tǒng)（MEMS）等技術的快速發(fā)展，具有感知、收集、數(shù)據(jù)處理和無線通信能力的無線傳感器網(wǎng)絡技術逐漸興起，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，這些傳感器節(jié)點在布設時采取隨機投放的方式，大多數(shù)的位置不能事先確定。對于很多應用，特別是對于軍事應用中的戰(zhàn)場信息偵測，目標位置信息對于我方發(fā)現(xiàn)和攻擊具有重大意義，缺失

2、位置信息的偵測信息將是毫無意義的。因此，在傳感器網(wǎng)絡中，傳感器節(jié)點的自身定位是各種應用的前提和基礎。 現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位大多依賴于GPS定位系統(tǒng)、導標節(jié)點或基站等輔助系統(tǒng)的參與，且定位都只局限于二維平面的情況，在抗損毀性、擴展性、成本等諸多方面存在很大局限性。本論文針對軍用無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位，提出了一種面向三維空間的不基于導標節(jié)點或GPS定位的完全自組織的節(jié)點自身定位算法。這種算法以實現(xiàn)單跳通信范圍的局部相對定位為

3、基礎，再經(jīng)由泛洪擴展到全網(wǎng)，把節(jié)點的相對位置方便地轉化成為全網(wǎng)范圍（全部節(jié)點連通區(qū)域內(nèi)）的絕對位置。 局部定位是全網(wǎng)定位的基礎，同時在單跳范圍內(nèi)，它可以作為一個獨立的系統(tǒng)工作。該算法首先在三維空間中傳感器節(jié)點的單跳通信范圍內(nèi)，利用節(jié)點間無線通信信號估算節(jié)點間的距離，再利用空間幾何理論和三角函數(shù)選擇空間四個不共面的節(jié)點建立起三維坐標系，為單跳范圍內(nèi)的其它節(jié)點實現(xiàn)局部定位。本文提出并驗證了最簡連通圖算法、三維局部坐標系建立算法和局部