低密度无线传感器网络定位算法研究

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随着物联网的发展,成本以及能耗低的无线传感器慢慢广泛运用起来,从而使得无线传感器网络(WSN,WirelessSensorNetwork)应运而生。WSN目前在许多领域中都有应用,已渐渐成了通信和计算机领域中的一个研究热点。目前WSN的大部分应用都与节点的位置信息息息相关,因此在WSN这个新兴研究领域中,网络节点自身定位问题是目前所有科研人员亟需解决的关键性问题,同时也是一个极具挑战性的研究课题。  迄今为止WSN中节点的相关定位技术及其分类繁多,最典型的分类是基于测距(Range-Based)和非测距(Range-Free)的定位算法。其中,APIT定位算法是非测距定位算法中最常用也是热度最高的定位算法之一,而本文主要是针对其进行深入的研究。APIT定位算法应用范围广泛,对节点硬件要求不高,是一种基于异构网络的定位算法,并且该算法定位精度较高。  本文主要针对堤坝这类复杂环境下,容易出现的无线传感器网络部分区域低密度节点覆盖的情况,进行深入调研。首先,对典型APIT算法进行的深入研究,针对其PIT测试误差高导致的定位覆盖率低的问题,提出了一种定位覆盖率相对较高的基于三角形外接圆覆盖的APICT定位算法;接着,本文在APICT算法的基础上,把APICT定位算法与基于连通性测距技术、三边测量法以及信号能量(RSSI)测距技术进行联合的UNION-APICT定位算法,此算法在APICT定位算法的基础上又提高了一定的定位精度。  最后本文在MATLAB平台上通过仿真实验对提出的两种新算法各方面性能进行比较,实验结果显示,较之APIT算法,两种定位算法在定位精度和定位覆盖率上都有一定提高。
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