信号强度和运动向量结合的无线传感器网络移动节点定位

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1、第２Ａ期电子学报Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．２Ａ２０１０年２月ＡＣＴＡＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＡＳＩＮＩＣＡＦｅｂ．２０１０信号强度和运动向量结合的无线传感器网络移动节点定位李东岳１，２，王英龙１，魏诺１，刘颖慧１，３，于伟１，４，郭强１（１．山东省计算中心，山东济南２５００１４；２．山东轻工业学院，山东济南２５００００；３．山东科技大学，山东青岛２６６５１０；４．山东师范大学，山东济南２５００００）摘要：无线传感器网络的定位是近年来无线传感器网络研究的重要课题．本文首先介绍了无线传感器网络的来源、重要性以及无线传感器网络定位的分类．然后提出了一种全新定位算法

2、，信号强度和运动向量结合的无线传感器网络移动节点定位，简称ＳＳＭＶ算法，在外围布置四个锚节点，得用信号强度和未知节点在运动中向量的变化，对锚节点在内的未知节点进行定位，并对该算法进行了仿真和总结．通过与凸规划法进行比较，仿真结果表明，该算法有更高的定位精度．关键词：无线传感器网络；移动节点；定位中图分类号：ＴＰ３９３文献标识码：Ａ文章编号：０３７２２１１２（２０１０）２Ａ２２１０４ＬｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒＭｏｂｉｌｅＮｏｄｅｓｉｎＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓＢａｓｅｄｏｎＳｉｎｇｌｅＳｔｒｅｎｇｔｈａ

3、ｎｄＭｏｔｉｏｎＶｅｃｔｏｒ１，２，ＷＡＮＧＹｉｎｇｌｏｎｇ１，ＷＥＩＮｕｏ１，ＬＩＵＹｉｎｇｈｕｉ１，３，ＹＵＷｅｉ１，４，ＧＵＯＱｉａｎｇ１ＬＩＤｏｎｇｙｕｅ（１．ＳｈａｎｄｏｎｇＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅＣｅｎｔｅｒ，Ｊｉｎａｎ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，２５００１４，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈａｎｄｏｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｊｉｎａｎ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，２５００００，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ２６６５１０，Ｃｈ

4、ｉｎａ；４．ＳｈａｎｄｏｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，２５００００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｉｓａｎｉｍｐｏｒｔｉｓｓｕｅｓｉｎｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋ（ＷＳＮ）．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｆｉｒｓｔｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｓｏｕｒｃｅｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ，ａｎｄｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆｐｏｓｉｔｉｏｎｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ．ａｎｄｔｈｅｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏ

5、ｓｅｄｔｈｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄｌｏｃａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｍｏｂｉｌｅｎｏｄｅｓｉｎｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓｂａｓｅｄｏｎｓｉｎｇｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｍｏｔｉｏｎｖｅｃｔｏｒ（ｎａｍｅｄａｓＳＳＭＶ），ｗｈｉｃｈｄｅｐｌｏｙｆｏｕｒａｎｃｈｏｒｎｏｄｅｓｉｎｔｈｅｅｘｔｅｒｎａｌ，ｕｓｅｔｈｅｓｉｇｎａｌｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｎｏｄｅｖｅｃｔｏｒｉｎｍｏｔｉｏｎｔｏｌｏｃａｔｅｔｈｅｕｎｋｎｏｗｎｎｏｄｅｓ，ａｎｄｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅａｌｇ

6、ｏｒｉｔｈｍａｎｄｃｏｎｃｌｕｄｅ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｖｅｘｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｈａｓｈｉｇｈｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋ；ｍｏｂｉｌｅｎｏｄｅｓ；ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ功率，在接收节点测量接收功率，计算传播损耗，使用理１引言论或经验的信号传播模型将传播损耗转化为距离；到达［１］无线传感器网络（ｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔ

7、ｗｏｒｋ，简称ＷＳＮ）时间（ＴＯＡ）定位，通过测量信号传播时间来获得距离信是由微机电系统、片上系统、无线通信和低功耗嵌入式的息，因此需要节点间精确的时间同步．ＧＰＳ就是一个采飞速发展而产生．随着无线传感器网络的发展，它也被应用ＴＯＡ技术实现的定位系统；时间差（ＴＤＯＡ），一般是在用到更广阔的领域：生态环境监测、反恐的信息收集、火灾节点上安装超声波收发器和ＲＦ收发器，两种收发器同地震的人员求助、地下煤矿信息采集和预测等生活的方方时发射信号，利用声波与电磁波在空气中传播速度的巨［２，３］面面，已成为各发达国家研究的重点和热点．大差异在接收端通过记录两

8、种不同信号到达时间的差近年来，位置定位被无线传感器研究者视为最重要的异，基于已知信号传播速度，直接把时间转化为距离．而课题之一．在部署了