一种基于无线传感器网络的RF定位算法研究.pdf

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1、52传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第7期一种基于无线传感器网络的RF定位算法研究任重远，陈佳品，李振波，唐晓宁(上海交通大学微纳科学技术研究院系统控制与信息处理研究室，上海200240)摘要：提出了一种全新的RF定位估测方法。测量了在锚节点中的未知节点收到的信号强度，然后转换信号强度的信息为距离的估测。使用这些估测得到了一种未知节点的概率分配模型并终于找到了概率最大时候的位置，由此作为结果。实验中采用了Matlab作为仿真工具，而所得到的结果相比先前的定位方法有一定的优

2、势。关键词：接收信号强度指示；定位；无线传感器网络中图分类号：TP393文献标识码：B文章编号：1000-9787(2012)07-0052-03ResearchonaRFlocalizationalgorithmbasedonwirelesssensornetworksRENZhong—yuan，CHENJia—pin，LIZhen-bo，TANGXiao—ning(SystemControlandInformationProcessingGroup，ResearchInstituteofMicro／NanoScienceandTechnolo

3、gy，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Anovelestimationmethodbasedonradio~equency(RF)localizationispresented．Thereceivedsignalstrength(RSS)fromunknownnodeattheanchornodesismeasured，andtheRSSinformationistransformedintodistanceestimations．Byusingtheseestim

4、ations，aprobabilitydistributionmodeloftheunknownnodeisgotandlocationwhentheprobabilityismaximumisf0undasthedestination．UsingMatlabassimulationtoo1．theresultshowsthatcomparedwithpreviousmethods，thismethodiscompetitive．Keywords：RSSI；positioning；wirelesssensornetworks(WSNs)0引言服R

5、SSI信号的精度缺点。这样即可以充分利用每个节点无线传感器网络具有通信短、低成本、配置方便快捷、传感器来进行定位。数据处理集中化等特点。所以，使用无线传感器来定位成1RSSI模型与概率分布模型了如今室内定位中越来越热门的一个课题。为了通过RSSI评估来估测2个目标节点和1个锚节有一些定位估测方法，例如：GPS是基于从卫星传输信点之间的距离，应该在这2个参数之间建立起一些关系。号来进行定位，然而其他定位是依赖于陆地上的通信站点。对数正态的影子模型是一项被广泛应用的信号传播模如在手机系统中，定位最近的基站能够被认为是一个定位型，如下所示估测。对于GP

6、S而言，不适用于室内环境的定位，而且产P==p0+10nlog(ri／r0)，(1)生的费用相当大。后者虽然便宜，但是精度又太低。式中P为距离的路径损耗，P。为距离r0的路径损耗，对于基于接收信号强度指示(receivedsignalstrengthP和P。为在RSSI下取得的值；n为路径损耗指数，在不同indication，RSSI)的定位，已经有了一些方法来解决。Bu—环境下有着不同的数值，例如：在室内畅通的环境下n：2，lusuN_l提出了一种称为质心法的方法。在他的设计中，但是有了障碍物存在的话，可能n的取值在4～6之间。先要寻找到3个最

7、近的传感器节点。然后将那3个寻到的首先通过某些方法，取得了参考距离r0和损耗P。，然传感器作为三角形的3个端点，通过计算求得三角形的质后只要测量另一个在节点间的RSSI值：P，即可以计算出心。这个方法需要的计算量不大，可以快速得到结果，但是它们之间的距离。得到的定位精度仍然非常有限。SuganoM建议采用一种标准RSSI值中还会包括一定的干扰，所以，在标准广泛应用的数学方法一最小二乘(1eastsquare，LS)法来克RSSI值(声)和实际RSSI值(P)之间建立了一个联系收稿日期：201卜11-28第7期任重远，等：一种基于无线传感器网络的R

8、F定位算法研究53e=-p．(2)通过式(3)和式(4)，能够用给定的条件和实际的距离随机变量e表示干扰或者是标准差，这是一种典型的rJ