基于RSS的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位方法研究的中期報(bào)告

基于RSS的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位方法研究的中期報(bào)告中期報(bào)告：一、研究背景無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在許多應(yīng)用領(lǐng)域中均有廣泛應(yīng)用，其中基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位是一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)問題。傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)定位方法主要分為兩類：基于全局定位信息和基于局部定位信息。前者需要定位設(shè)備（比如GPS）的配合，而后者則依賴于與目標(biāo)有聯(lián)系的節(jié)點(diǎn)之間的通信。這些方法都有自己的局限性，如需要耗費(fèi)大量能量、基礎(chǔ)設(shè)施成本高等等。而RSS（ReceivedSignalStrength）定位則是一種基于無線信號(hào)的定位方法。利用無線信號(hào)的衰減特性，可以通過測(cè)量節(jié)點(diǎn)之間的RSS值來推算出節(jié)點(diǎn)之間的距離和位置。這種方法不需要額外的硬件設(shè)備和基站，可以使節(jié)點(diǎn)獲取位置信息，降低成本和節(jié)約能源。二、研究目標(biāo)本次研究旨在基于RSS的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位方法，通過實(shí)測(cè)分析節(jié)點(diǎn)間RSS值并結(jié)合定位算法推算出節(jié)點(diǎn)位置。具體目標(biāo)如下：1.建立無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，收集節(jié)點(diǎn)RSS值數(shù)據(jù)；2.根據(jù)收集的數(shù)據(jù)，分析基于RSS的節(jié)點(diǎn)定位算法；3.實(shí)現(xiàn)并測(cè)試基于RSS的節(jié)點(diǎn)定位算法，并對(duì)表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)估；4.探究如何優(yōu)化算法，以提高精度和效率。三、研究方案1.實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建立本次研究使用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件是ImageIRIS節(jié)點(diǎn)，基于Contiki的TinyOS操作系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建步驟如下：（1）選取適宜的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，避免因?yàn)榄h(huán)境干擾數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；（2）通過搭建無線基站、部署傳感器節(jié)點(diǎn)、安裝RSS記錄工具等步驟搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；（3）編寫數(shù)據(jù)收集和處理程序，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。2.基于RSS的節(jié)點(diǎn)定位算法（1）最小二乘定位算法該算法通過RSS值與節(jié)點(diǎn)之間的距離的對(duì)數(shù)之間建立線性關(guān)系，通過RSS值的線性組合建立多個(gè)方程，并通過最小二乘算法求解未知節(jié)點(diǎn)的位置。（2）加權(quán)最小二乘定位算法該算法在最小二乘定位算法的基礎(chǔ)上，對(duì)距離測(cè)量數(shù)據(jù)偏差進(jìn)行加權(quán)處理，通過比重不同的數(shù)據(jù)縮小定位誤差。（3）基于KNN的定位算法該算法是基于最近鄰節(jié)點(diǎn)的RSS值關(guān)系進(jìn)行定位，通過對(duì)鄰近節(jié)點(diǎn)的RSS值建立距離權(quán)重模型，根據(jù)測(cè)量值和節(jié)點(diǎn)之間的距離計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)位置。3.實(shí)驗(yàn)與評(píng)估通過采集RSS數(shù)值并結(jié)合定位算法推算出節(jié)點(diǎn)位置，比較不同算法的表現(xiàn)，將實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的準(zhǔn)確度、效率和精度進(jìn)行評(píng)估比較，然后針對(duì)優(yōu)化算法進(jìn)行改進(jìn)和測(cè)試。四、預(yù)期成果本次研究預(yù)計(jì)對(duì)比RSS、KNN和加權(quán)最小二乘定位算法