随机部署无线传感器网络定位技术研究

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定位问题是无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)研究中的基础性问题之一。在无线传感器网络中,确定所发生事件在监测环境的具体位置是十分重要的,众多学者对无线传感器网络节点定位技术进行了大量的研究工作,提出了很多面向无线传感器网络的定位算法。对于地理位置不可达,环境复杂多变的网络应用环境,由于应用场景的特殊性,只能采取随机布撒传感器节点的方式部署传感器网络,由此产生的无线传感器网络具有网络形状不规则,节点分布不均匀,存在网络障碍等特点,这些特点使得现有定位技术在实际应用中受限。本文针对随机部署无线传感器网络的特点,在定位技术上进行了以下创新工作:首先,本文提出自适应密度感知定位方法(Adaptive density-sensing localization,ADSL),利用移动信标技术,信标节点通过感知周围节点的密度及定位需求,动态做出移动方向上的决策,并计算移动步长。针对信标节点共线问题和移动路径过长带来的能量开销问题,本文提出了相对静止的双信标节进行协作定位,以及采用动态的螺旋式移动路径。实验结果表明,该方法可适应不同密度和形状的非均匀无线传感器网络,并具有较高定位覆盖率和较低信标共线度。然后,本文针对边缘节点邻居数目少、邻居分布偏向网络内侧的特点,提出一套边缘节点定位的解决方案,首先对边缘节点进行识别,然后利用2跳邻居节点辅助方法对连通度不足的边缘节点进行定位,提高边缘节点的定位成功率,最后利用估计方法对边缘节点进行精度评价及精度修正。实验结果表明,该方法可在一定程度上提高边缘节点定位覆盖率和定位精度。
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