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时间:2018-12-07
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1、实用标准文案无线传感器网络中的自身定位系统和算法摘要:无线传感器网络由于具有网络设置灵活、位置随时更改、能够与互联网有线或无线连接等特征而被广泛应用在了环境监测、医疗护理、国防军事、目标跟踪等领域,有力地推动了社会进步。然而,随着互联网技术的快速发展,无线传感器网络中的自身定位系统也得到了长足的进步,原有的定位系统和算法逐渐暴露出了一系列的不足,使得无线传感器网络应用范围受到不同程度影响。基于此背景,本文就现有技术条件下无线传感器网络中的自身定位系统和算法展开深入研究,旨在探索最前沿的应用技术,以为其推广使用提供帮助。关键词
2、:无线传感器网络;定位系统;算法前言:鉴于无线传感器网络在国计民生方面所具有的重要应用价值,对其定位系统与算法进行研究无论是在理论研究还是在实践应用方面均具有重要的研究价值及社会意义。因此,针对无线传感器网络中的自身定位系统和算法所展开的研究,本文首先从现有的无线传感器网络定位系统和算法着手,对其进行一个横向比较,总结存在的各种问题,之后以此为依据对Hop-Euelidean算法展开重点分析,评价该算法所具有的应用优势,以为其进一步推广应用积累经验。1现有无线传感器网络自身定位系统和算法以及存在的不足分析1.1现有无线传感器
3、网络自身定位系统和算法(1)ActiveBadge定位系统及算法ActiveBadge定位系统是无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN)最早的一种定位系统,也是上个世纪末、本世纪初符号定位、粗粒度定位以及接近度定位三者合一的典型代表[1]。该定位系统应用的前提在于部署在一个精度明确的房间之内,通过以太网与房间内部预先架设的红外传感器节点来构成系统网络。当存在定位需求时,只需要在被定位的人或者物体上面放置一个Badge(徽章)的装置,来作为整个ActiveBadge定位系统未知的节点。Badge每
4、隔15s会向外界发射一个0.1s持续时间的红外信号[2]。一旦该信号被系统红外传感器所采集到,则会将收集到的感应信息传递至中央处理器,利用高速率计算机来进行定位分析工作。用户可以通过外设端口与该系统相连接,从而获得准确的定位数据。精彩文档实用标准文案(2)RADAR系统RADAR(RadioDetectionandRanging)系统是由美国微软公司基于IEEE802.11无线网络技术自主开发的一种室内空间定位系统,根据用户差异性使用需求,RADAR系统可通过场景分析以及三边测量两种途径实现[3]。场景分析下通过在多个测量地
5、点架设无线网络设备,对固定建筑物之内的可探测红外装置所发射出来的红外信号进行采集。利用中央控制系统根据各个测量点位传输的红外信号强度以及信噪比来构建出一个信号强度数据库。通过数据库内相应数据的比对分析来选择一个可能性最大的点位信息实施定位工作。此种定位方式下其定位精度在50%概率可达到3m误差[4]。三边测量之下,通过采用系统自带的三边测量定位方法对收集到的未知节点信号进行计算,同时参照多个测量基站获得的数据给出最终定位位置信息。此种定位系统测量可以获得50%概率下的4.3m误差精度。(3)N-hopmultilaterat
6、ionprimitive定位算法美国加州大学洛杉矶分校的AndreasSavvides等人在前人既有的研究成果基础上结合自身学科知识提出了N-hopmultilaterationprimitive定位算法,基于最大最小值法通过折线运算来估计出未知节点的位置。此外,该学者还采用了卡尔曼滤波技术实施循环定位,以进一步降低估算误差带来的影响。该算法主要分为三个步骤:首先,自动生成协作子树。根据定位系统内预设的判断条件,在互联网络中生成多个未知节点以及已知的测量锚节点位置组成条件完整的结构形状。在该协作子树中每个未知节点的坐标信息均
7、拥有唯一解[5]。其次,针对未知节点进行初始位置估算。利用定位系统对每个锚节点位置信息进行计算,确定节点之间的空间距离,并且根据网络节点之间的连通性特征对未知点位空间信息进行初始的估算。第三,定位位置求精。使用卡尔曼滤波技术针对协作子树内的未知节点位置唯一解进行循环计算以得出最精确、最接近的计算结果。1.2现有无线传感器网络自身定位系统和算法存在的不足就现有的无线传感器网络自身定位系统和算法,本文在详细分析后认为存在着以下几个问题:精彩文档实用标准文案首先,限制条件过于严格。所有未知节点的位置必须与锚节点直接相邻,否则无法做
8、出有效的估算。而在实际运用中该限制条件显然过于严格,不符合实际的应用。其次,定位精度过度依赖实际网络部署条件。未知节点布置范围并不是无限大,其必须满足空间距离≤网络部署范围,一旦超出,则无法根据锚节点提供的信息对其实施定位与计算。第三,测量误差缺乏抑制措施。现有的定位系统与算法在未知点位定
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