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无线传感器网络是集成了传感器、嵌入式计算、网络和无线通讯技术的一种全新的信息获取和处理技术,可以自组织网络拓扑结构,节点间通过协调工作能够实时监测,感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理。无线传感器网络具有广泛的应用前景,可广泛应用于军事、医疗、环境监测、交通管理等领域。
作为一个全新的研究领域,无线传感器网络向科技工作者提出了大量的挑战性研究课题,网络节点自定位问题就是其中之一。目前,无线传感器网络节点自定位算法主要分为两类,基于测距和非基于测距的定位算法。基于测距技术的无线传感器网络节点自定位算法比非基于测距技术的无线传感器网络节点自定位算法的定位精度高。在对硬件的要求上,后者较前者低。
本文就无线传感器网络节点自定位算法展开了深入探讨,由于传感器节点受体积、成本、能量等因素的限制,而且通常工作在人类难以或不宜接近的场合,因此无线传感器网络节点自定位技术的基本途径是:部署少量已知坐标的锚节点,其他未知坐标的节点通过测量与锚节点的距离、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。
首先,论文在查阅大量相关文献的基础上,综述了无线传感器网络自定位技术的国内外研究现状,归纳与总结了无线传感器网络节点自定位算法分类方法以及近年来该领域具有代表性的算法。然后,在对无线传感器网络节点自定位算法认真分析的基础上,对现有的TDOA、TOA、质心定位算法进行了改进,经改进后的定位算法,提高了定位精度,并采用仿真工具MATLAB进行了仿真实验,实验结果证明了算法的有效性。最后,总结全文并展望未来的工作。