无线传感器网络室内定位算法的研究与分析

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无线传感器网络室内定位技术作为无线传感器网络的关键技术之一,有很重要的研究意义。论文针对无线传感器网络中固定节点和移动节点定位算法的不足,分别提出一种改进算法。  首先,针对室内固定节点的定位,目前较成熟的算法是虚拟参考标签消除法(VitualReference Elimination,VIRE),该算法使用线性插值法计算虚拟标签的信号强度值(Received Signal Strength Indication,RSSI),定位误差较大,论文针对该问题提出一种改进算法即VIRES(VIRE based on Spline Interpolation)算法,使用更为平滑的样条插值函数计算虚拟标签的RSSI,同时使用一种误差修正模型校正初始的定位值。仿真表明VIRES算法的定位精度高于VIRE算法。  其次,对于无线传感器网络中的移动节点目标,传统的定位算法由于实时性差,无法及时获取当前时刻的观测值。蒙特卡洛定位算法(Monte Carlo Localization,MCL)通过上一时刻的观测值可以预测当前时刻的观测值,但是蒙特卡洛算法的采样区域较大,采样失败率较高,采样时间较长。MCB算法(Monte Carlo Localization Boxed)通过使用“锚盒子”缩小采样区域,但是采样区域仍然比较大。论文针对两种算法采样区域较大的问题,提出了一种优化算法即MCLR((Monte Carlo Localization based on RSSI)算法。  该算法通过信标节点RSSI等级环模型进一步减小采样区域,针对信标节点较多时计算量较大的问题,使用最远距离模型选取合适的信标节点数目,同时该模型也可以很好的解决三点共线导致定位不准确的问题,最后使用加权平均法计算节点的位置。仿真表明,相同条件下,MCLR算法相比MCL算法和MCB算法定位更快、精度更高。
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