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无线传感器网络定位技术概述

by admin / 2020/06/23 / Published in 未分类

  描述了定位无线传感器网络的基本概念和定位算法的分类。细介绍了基于遥测技术的定位系统。于定位算法具有其范围,因此有必要通过仔细考虑应用程序的背景和定位性能来选择最合适的算法。无线传感器网络定位技术的研究中,与定位技术相关的主要术语是跳数,最短路径,跳跃距离,视线关系,视线,相邻节点,网络连接性,节点度,遥测误差,定位误差。
  无线传感器网络中,定位算法的分类一般包括以下内容:物理定位和符号定位;绝对定位和相对定位;集中定位和分布式定位;粗粒度定位和细粒度定位;基于距离的定位算法和与距离无关的定位;基于距离和与距离无关的定位算法。离无关的定位算法在很大程度上受锚节点的密度和网络连接性的影响,并且其性能在各向异性网络中会发生很大的变化,但是这种定位算法不需要任何设备或手段特殊遥测可减少节点的硬件。求。于距离或角度的典型定位算法通常分为两个步骤。先,使用某种方法和测量角度或距离的方法来获得从未知节点到锚节点的距离。未知节点与锚节点之间的距离达到三个或更多时,它将进入第二步,该步骤包括使用关联的坐标计算方法计算未知节点的坐标。
  量节点之间的角度或距离的方法很多,直接距离测量方法包括到达角度(到达角度,AOA),到达时间(TOA)以及返回飞行时间(RTOF),到达时差(TDOA)和收到的信号强度指示器(收到的信号强度指示器,RSSI)等。

无线传感器网络定位技术概述_no.211

  外,还有一些用于间接距离测量的定位算法,例如DV-Hop和DV-Distance。于这些算法不需要支持距离测量方法,因此它们也被分配给与距离无关的定位算法。外,间接测距方法包括DV-Hop算法。先,根据锚节点与最短路径之间的距离来计算平均网络跳距,然后使用典型的距离矢量协议来允许网络中的所有节点获得锚节点。
  小跳数。
  获得锚节点广播的平均跳跃距离后,未知节点使用最小跳跃数和平均跳跃距离的乘积作为到锚节点的距离,间接估计到节点的距离。锚点。型的定位系统包括雷达,活动徽章,活动办公室,蝙蝠系统,板球和SpotON。软的RADAR定位系统首次使用场景分析技术。过在特定环境中处理无线信号的衰落特性的值来实现此方法。先,建立离线场景信号强度数据库,并在整个要定位的场景中选择某些特征点。立各点位置与信号强度关系的离线数据库;在实时定位步骤中,将测得的信号强度与数据库中记录的信号强度进行比较,信号强度的均方误差最小的点的坐标为目标点。了提高精度,恒温阀芯在实际定位中,可以对测量信号的强度进行平均,或者可以将由几个可能点包围的几何区域的质心用作目标点位置的估计值。RADAR系统可在距办公桌3米的范围内进行实时定位,并提供WAF模型作为RSS距离估算模型。Active Badge定位系统是第一个设计用于放置在建筑物中的便携式定位系统。个便携式设备在建筑物内都带有徽章,并定期主动发出红外信号。信号包含全局唯一的标识信息。近的接收器捕获信息并将其位置作为徽章的位置发送。络已发送到服务器。动徽章的定位精度与每个零件的范围相对应。
  引入Active Badge之后,又设计了另一个类似的系统,即Active Office和Bat System。系统分别使用TOA超声遥测技术和无线信号以及TDOA超声遥测技术。收器放在天花板上的位置称为网络。需要定位时,中央控制器根据距移动目标的距离来解决多边问题,从而获得目标位置的估算值。Active Office和Bat System的定位精度非常高:第一个在8厘米半径内的平均定位误差为95%,第二个具有3厘米的最高精度。
  球定位系统用于确定建筑物中可移动或固定节点的一部分的特定位置。由部署在建筑物中且具有固定位置的锚节点和必须由人或物体携带的未知节点组成。节点同时随机发送RF和超声信号。RF信号包含未知数和锚节点的ID。知节点使用TDOA技术测量其距锚节点的距离。它可以获得三个以上锚点的距离时,即使用三边测量法提供物理定位,否则以房间为单位提供符号定位。
  些早期定位系统主要集中在基础架构上,未知节点通过跳转直接与锚节点通信。些定位系统的特性可以高精度,实时地适应室内环境,但是这种部署方法限制了系统的扩展性能,无法适用于室外定位并且无法达到真正意义上的无线传感器网络。位要求。而言之,现有的定位算法具有其目标应用领域,并且没有一种算法是绝对最优的。此,有必要充分考虑应用背景和定位性能,以选择最合适的算法。
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