基于RSSI的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)研究及應(yīng)用的中期報(bào)告

基于RSSI的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)研究及應(yīng)用的中期報(bào)告摘要：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量的低功率傳感器節(jié)點(diǎn)組成的，這些節(jié)點(diǎn)在無(wú)線信道上進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)物理量的感知和監(jiān)測(cè)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域中非常重要的一個(gè)問(wèn)題，其目的是通過(guò)節(jié)點(diǎn)間的距離或信號(hào)強(qiáng)度等信息，確定每一個(gè)節(jié)點(diǎn)在所監(jiān)測(cè)區(qū)域中的位置。本文主要介紹了基于RSSI的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該技術(shù)的可行性。關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、定位、RSSI一、引言無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由許多低功率的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)組成，這些節(jié)點(diǎn)都配備了一定的計(jì)算能力和通信能力，并能夠感知環(huán)境內(nèi)的物理量信息。因?yàn)檫@些節(jié)點(diǎn)可以自組織成一種自下而上的方式，因此可以廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)控制、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域中。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域中非常重要的一個(gè)問(wèn)題，其目的是通過(guò)節(jié)點(diǎn)間的距離或信號(hào)強(qiáng)度等信息確定每一個(gè)節(jié)點(diǎn)在所監(jiān)測(cè)區(qū)域中的位置。二、基于RSSI的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)1、RSSI技術(shù)的原理RSSI指的是接收信號(hào)強(qiáng)度指示，用來(lái)表示接收到的信號(hào)的強(qiáng)度。在實(shí)際應(yīng)用中，很多傳感器節(jié)點(diǎn)具有RSSI功能，可以通過(guò)測(cè)量信號(hào)功率來(lái)獲取距離或定位信息。因?yàn)镽SSI的值與距離和信噪比等因素有關(guān)，因此可以通過(guò)RSSI來(lái)實(shí)現(xiàn)基于節(jié)點(diǎn)間距離或信號(hào)強(qiáng)度的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位。2、定位算法目前，常用的基于RSSI的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法主要有三種：最小二乘法定位算法、三角定位算法和概率定位算法。最小二乘法定位算法是通過(guò)基站節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的距離和RSSI值之間的函數(shù)關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)定位，該算法精度較高，但是對(duì)于復(fù)雜環(huán)境的處理較為困難。三角定位算法是根據(jù)三個(gè)或更多已知位置的基站節(jié)點(diǎn)的位置建立三個(gè)或更多的方程組，然后求解節(jié)點(diǎn)位置的算法。這種算法精度較高，但是需要對(duì)基站節(jié)點(diǎn)的位置進(jìn)行事先的測(cè)量和標(biāo)定。概率定位算法是利用貝葉斯理論和概率推理來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位的算法。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)模型的構(gòu)建和概率分布的計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物位置的估算。三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證為了驗(yàn)證基于RSSI的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)的可行性，我們?cè)O(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)方案：在實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)放置10個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，并事先確定每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置。使用另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為基站，并逐一測(cè)量每個(gè)節(jié)點(diǎn)和基站節(jié)點(diǎn)之間的RSSI值和距離，并記錄下測(cè)量值。通過(guò)最小二乘法定位算法、三角定位算法和概率定位算法，分別計(jì)算出各個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，并與事先確定的位置坐標(biāo)進(jìn)行比較。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們可以看出，最小二乘法定位算法和三角定位算法的精度較高，但是需要事先測(cè)量基站節(jié)點(diǎn)的位置；而概率定位算法的精度較低，但是能夠符合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中的復(fù)雜環(huán)境和不確定性。四、結(jié)論基于RSSI的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)是一種可行的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位方法。通過(guò)對(duì)RSSI信號(hào)的測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)點(diǎn)間距離或信