一种基于无线传感器网络的动态环境自适应定位方法

杨文铂,刘彦华,3,崔明月

(1.河南工业职业技术学院 电子信息工程学院,河南 南阳 473000)(2.南阳师范学院 物理与电子工程学院,河南 南阳 473061)(3.河南省工业嵌入式网络控制工程技术研究中心,河南 南阳 473000)

当前在室外开放环境下的基于卫星导航的定位、路径规划、地图建立等技术经过长期的研究已经基本成熟;但用于矿井、室内、隧道等复杂、封闭、不确定环境中的定位技术由于多径效应、非视距传输和温湿度变化等条件的影响,还需要进行更深入的研究[1]. 在各种应用中,位置信息非常重要[2],近年来随着无线传感器网络(WSN)广泛应用,利用其构建定位网络成较好的方案. 基于WSN的定位技术因其不依赖于GPS等外部系统,适于室内外等多种复杂环境,成为当前研究热点. 常用的WSN的静态定位算法有加权质心算法(WCLA)[3]、加权最小二乘估计算法(WLSE)等[4]. 为了提高定精度,WCLA和WLSE等都需要供与参考节点间的距离作为权值,这两者属于距离相关定位算法[5]. 距离的获取可通过TDOA、TOA、AOA以及RSSI等方式取得. 其中TDOA、TOA是基于到达时间测量,AOA是基于到达角度测量[6]. 加州大学洛杉矶分校的Andreas Savvides等人设计了一种称为“Medusa”的无线传感器节点试验平台(配备有射程3m的超声波收发器,可使用TDOA技术以2cm的精度测量距离),并在该平台上开发了AHLos和n-hop multilateration primitive定位算法.AHLos 系统则采用了 TDOA+极大似然估计,并将已定位的节点升级为锚节点来缓解锚节点较少的问题,但会造成误差累积[7]. TDOA、TOA、AOA等定位方法需要添加额外的超声波、天线阵列等硬件,会……