rfid传感器网络节点定位技术的分析

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1、第一章绪论1．1课题的研究背景和意义1．1．1研究背景无线传感器网络(WirelessSensorNetworks)被认为2lJJji纪最有影响力的、改变世界的10大技术之一⋯。它是由大量节点组成的面向任务的分布式网络，综合了传感器、嵌入式计算、现代网络及无线通信、分布式信息处理等多领域技术，通过各类微型传感器对信息目标进行实时监测，由嵌入式微处理器对信息进行加工处理，并通过无线通信网络将信息传送至远程用户。通过部署大量传感器节点至目标区域，WSN将改变我们与客观世界的交互方式。从军事应用、目标追踪、环境检测到空间探索，WSN的未来应用将超出我们

2、的想象力。但是对于大多数的WSN应用，不知道传感器位置而感知的数据是没有意义的口3。传感器节点必须明确自身位置才能详细说明“在什么位置或区域发生了特定事件”，实现对外部目标的定位和追踪。而节点位置信息的获得又可以使网络设计者优化无线传感器网络在其它方面的应用，比如对路由算法的优化∞3、联合信号处理n3、通信开销的优化啼3、基于位置的信息查询∞3、拥塞处理‘7J、网络覆盖率检查隅1等。而人工部署和为所有网络节点安装GPS接收器都会受到成本、功耗、扩展性等问题的限制，甚至在某些场合可能根本无法实现，如在室内由于受到建筑物的阻挡其定位性能并不理想胯1，

3、因此必须采用一定的机制与算法实现节点的自身定位。定位感知领域出现的又一项新技术一射频识别技术，即RFID(RadioFrequencyIdentification)。RFID是从二十世纪90年代兴起的一项非接触式自动识别技术，是集计算机技术、信息采集处理技术、无线数据传输技术、网络数据通信技术和机械电子自动控制技术等多学科综合应用为一体的自动化控制系统。射频识别技术利用射频方式进行非接触双向通信，以达到自动识别目标对象广东_T业大学T学硕上学位论文并获取相关数据，具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷、可识别高速运动的物体，且可同时识别多

4、个标签等许多优点。由于RFID抗干扰性较差，而且有效距离一般小于lOm，这对它的应用是个限制。而无线传感器网络的定位精确度不是太高，这对无线传感器网络的应用也产生了一些影响。如果将无线传感器网络同RFID结合起来，利用RFID精确的定位性能，并且利用无线传感器网络高达lOOm的有效半径，形成RFID传感器网络。在国防安全、工农业领域各种控制、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都会有重要的科研价值和实用价值，因此具有十分广阔的应用前景。从1992年AT&TLaboratoriesCambridge开发出室内

5、定位系统ActiveBadgen∞n门至今，研究者们一直致力于定位领域的研究。在RFID传感器网络中，传感器节点能量同样有限、节点规模大且随机分布、无线模块的通信距离有限，对定位算法和定位技术提出了很高的要求。RFID传感器网络的定位算法通常应该具备以下特点：(1)自组织性：RFID传感器网络的大量节点是随机分布的，不能依靠全局的基础设施协助定位。(2)鲁棒性：传感器节点的硬件配置低、能量少、可靠性差，测量距离时会产生误差，算法必须具有较好的容错性。(3)能量高效：尽可能地减少算法中计算的复杂性，减少节点的通信开销，以尽量延长网络的生存周期。1．

6、1．2研究意义RFID传感器网络综合了RFID和无线传感器网络的技术特点，它继承了RFID利用射频信号自动识别目标的特性，同时实现了无线传感器网络主动感知与通信的功能。因此，RFID传感器网络能够更加精确的得到节点甚至整个网络的信息，对控制中心采取下一步措施起着莫大的帮助。参考无线传感器网络的定位，RFID传感器网络的定位问题也可分为两类，一类是RFID传感器网络对自身传感器节点的定位，另一类则是RFID传感器网络对外部目标的跟踪定位。节点自定位是实现目标跟踪定位的基础，本文也主要讨2第一章绪论论前者，即节点自定位技术的研究。在RFID传感器网络

7、中，传感器节点往往是随机布置在工作区域当中，大量节点位置在监测区域中是随机的、未知的。然而节点所采集的数据必须结合其自身的位置信息才有意义，此时节点的定位便起着至关重要的作用。除此之外，节点自定位还具有以下几点重要的意义：(1)可智能选择最短的路由来传递信息，提高路由效率在密集分布的传感器网络中，节点通信半径小，只能够与自身相邻的节点通信。当需要向非相邻节点(如网关节点)传递信息时，得通过多跳路由的形式传递信息，此时相邻节点的位置信息便成为信息传递有效性的基础信息了。(2)辨别用户所接收到的数据信息是哪个特定区域传感器节点所传送的数据在很多的应用

8、场合中都布置有事件驱动式节点。在一般的情况下，该节点处于睡眠状态，一旦有相关事件发生，节点便被激活，开始进行采集被测对象信息，并向网关节