基于区间分析的WSNs定位算法.pdf

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1、2016年第35卷第4期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)141DOI：10．13873／J．1000-9787(2016)o4_0141-03基于区间分析的WSNs定位算法方余丞，王洪诚，崔胜利，何俊儒，朱骏。(1．西南石油大学机电工程学院。四川成都610500；2．西南石油大学电气信息学院，四川成都610500)摘要：为了降低接收信号强度指示(RSSI)的测量误差对节点定位精度的影响并提高算法的鲁棒性，提出一种新的基于区间分析的无线传感器网络(WSNs)定位算法。该算法在测距阶段运用自助抽样法消除RSSI的

2、测量误差并构建测距的置信区间；在定位阶段，结合B—box定位法和集员辨识求出未知节点位置坐标的可行解集，通过网格扫描得到未知节点的估算位置。该算法通过仿真分析验证了可行性，并与传统的定位算法进行了误差比较，实验结果表明：该算法具有更高的定位精度且鲁棒性更好。关键词：无线传感器网络；定位算法；接收信号强度指示；自助抽样法；置信区间；集员辨识中图分类号：TP393．1文献标识码：A文章编号：1000-9787(2016)04-0141-03WSNslocalizationalogrithmbasedonintervalanalysisFANGYu—cheng，WANGH

3、ong-cheng，CUISheng-li，HEJun—ru，ZHUJun。(1．SchoolofMechatronicsEngineering，SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu610500，China；2．SchoolofElectricalInformation，SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu610500，China)Abstract：Toreduceeffectofmeasurementerrorofreceivedsignalstrengthindication(RSSI)on

4、localizationprecisionofnodeandimproverobustnessofalgorithm，proposeanewwirelesssensornetworks(WSNs)localizationalgorithmbasedonintervalanalysis．ThisalgorithmusesbootstrapsamplingmethodinrangingphasetoeliminatemeasurementerorofRSSIandbuildconfidenceintervalsofran~ng；inpositioningphase，so

5、lvesetoffeasiblesolutionsetsofunknownnodepositioncoordinates，combinedwithB—boxpositioningmethodandsetmembershipidentification，thenobtainestimatedpositionofunknownnodesbygridscanning．Feasibilityofalgorithmisverifiedbysimulationanalysis，comparedthisalgorithmwiththetraditionallocalization

6、algorithminerror，theexperimentalresultsshowthatthisalgorithmhashigherprecisionandbetterrobustness．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；localizationalgorithm；receivedsignalstrengthindication(RSSI)；bootstrapsamplingmethod；confidenceinterval；setmembershipidentification0引言是利用信号在传输过程中的损耗情况

7、，根据理论和经验模节点定位技术是无线传感器网络(wirelesssensornet—型估算出节点间的距离，由于节点模块本身可以满足RSSIworks，WSNs)的核心技术之一。定位方法都是根据网值的测量，无需增添额外的硬件支持，RSSI测距法在目前络中部分已知位置的节点(信标节点)来确定未知节点的的定位技术中运用最为广泛。位置坐标。当前的定位算法根据是否需要测量节点之间的基于测距的定位算法主要分为两个阶段：测距阶段和实际距离分为：基于测距的定位算法和测距无关的定位算定位阶段。而大量的研究表明这类定位算法的误差主要来法。自于测距阶段J。因此，降低测距过程的误差已成