无线传感器网络集中了微机电技术、感知技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术,孕育出一种全新的信息获取和处理模式。布局和覆盖、节点定位、网络通信协议是传感器网络研究中的几个基本问题。其中,节点定位问题是传感器网络进行目标识别、监控、跟踪等众多应用的前提,也是传感器网络研究中的热点问题之一。 本文就传感器网络的定位技术展开深入探讨。由于传感器节点受体积、成本、能量等因素的限制,且通常工作在人类难以或不宜接近的场合,因此定位技术的基本途径是:部署少量已知坐标的参考节点,其他未知坐标的节点通过测量与参考节点的距离、角度,或依据相对位置关系、网络连通性进行一定的计算得出自身的坐标。 DV-Hop定位算法将参考节点的位置信息在网络中进行传播,并将未知节点到参考节点之间的距离用网络平均每跳距离和两者之间最短路径跳数乘积表示,使用三边计算获得节点位置信息。本文讨论了该算法的适用环境、产生误差、通信量和计算量等因素,提出其适用于各向同性的网络结构,并对误差的可预见性做了分析。仿真实验表明,参考节点比例较小时,其布局位置对定位精度而言显得更加重要;对于各向同性网络,参考节点比例的增加对定位精度的提高有限,参考节点优化布局能提高约10%的定位精度。 在利用移动参考节点进行定位的机制中,最重要的问题是如何规划参考节点的移动路径及其发出定位信号的位置。本文借助于虚拟力算法,对参考节点路径选择问题提出了一个可行的算法,能够保证对监控区域内未知节点的覆盖率,并可使参考节点移动的总路程最短。 最后,本文利用DV-Hop算法实现了传感器网络仿真平台中的节点定位模块。