射频通信网络及其定位技术研究

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定位技术是当前最热门的研究领域之一,在卫星信号无法覆盖的地方经常采用射频网络来进行定位。射频识别(Radio Frequency Identification,RFID),无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN),WiFi(Wireless Fidelity)等几种射频通信网络是当前所应用的常规手段,但他们在定位方面的应用都存在一定的缺陷。由于具有提高定位精度,降低应用成本等方面的优势,各种射频通信网络互相融合是今后定位技术的一个研究热点。论文在分析了几种常规的射频通信网络及其定位技术的基础上,提出了一种基于接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)的改进的定位算法。这种算法摒弃将RSSI值用来测距的传统方法,而是利用RSSI值对移动节点和锚节点之间的距离进行一个模糊的估计。将锚节点所组成的图形进行区域划分,并根据距离估计的结果来确认移动节点所处的区域,进而通过计算区域质心的方式来对移动节点进行定位。这种定位算法对硬件要求低,比较容易实现,仿真结果也表明了其在定位精度和抗干扰方面的优势。在提出改进定位算法的基础上,设计了算法的实现平台——射频通信网络。该网络是结合RFID与WSN的思想实现的,拓扑结构简捷,能够实现寻址通信,可以进行信息采集,单跳通信距离可达630米。采用网络同步字,命令序列号,能量监控,数据防碰撞等方面的措施来保证网络可靠。它比WSN更容易组网和节约网络资源,比RFID更加的安全可靠。最后在这个网络平台上对论文提出的改进定位算法,质心定位算法及基于RSSI测距的三边定位算法进行了实践测试。测试结果的分析表明,改进的定位算法精度更高,对锚节点的资源利用率高,稳定性也要更好,可以在实际工程之中进行广泛的应用。
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