三维立体空间定位算法的研究与实现.pdf

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1、2012午第3l卷第7期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)33三维立体空间定位算法的研究与实现彭建盛，李兴，秦志强(1．中国原子能科学研究院，北京102413；2．河池学院物理与电子工程系，广西宜州546300；3．湖南科技大学信息与电气工程学院，湖南湘潭411201)摘要：基于无线传感器网络的三维立体空间定位，采用基于RSSI接收信号强度的测距技术，结合参考节点的坐标，从平面定位推广至三维立体空间定位，通过CC2431无线传感器网络平台，在ZigBee2006协议的基础上，实现了三维立体

2、空间的定位。经实验测试定为误差可以控制在0．5m以内，精度高，稳定性好。关键词：无线定位技术；三维立体空间；接收信号强度指示中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)07-0033--03Researchandimplementation0fthree．dimensionalspatial■l■J●l●J1米localizatlonalgorithmPENGJian—sheng’，LIXing，QINZhi-qiang(1．ChinaInstituteofAtomicEnergy，Beijing102413，C

3、hina；2．DepartmentofPhysicsandElectronicEnglneering，HechiUniversity，Yizhou546300，China；3．HunanUniversityofScienceandTechnology，Xiangtan411201，China)Abstract：Thethree—dimensionalspatiallocalizationbasedonwirelesssensornetworks，usingreceivedsignalstrengthindication(RSSI)ranging

4、technique，combinedwiththereferencenode’Scoordinates，fromtheplanarlocalizationextendedtothethree—dimensionalspatiallocalization，throughCC2431wirelesssensornetworksplatform．OnthebasisofZigBee2006，three—dimensionalspacepositionisachieved．Experimenttestshowserroriscontrolledwith

5、in0．5m，withhighprecisionandgoodstability．Keywords：wirelesslocalizationtechnology；three—dimensionalspatial；RSS10引言RSSI)技术等。本设计实现无线网络无线定位的实现方无线定位技术是无线传感器网络(wirelesssensornet—式主要是基于RSSI的定位。works，WSNs)中的关键技术之一，无线定位技术根据定位1基础理论模型的提出方式的不同，对WSNs的定位方法分为基于测距和无需测WSNs综合了传感器技术、嵌入式技术，无线通信

6、技距的两种方法。基于测距的方法主要是通过测量节点术，分布式信息处理技术J，其无线通信网络中节点分为之间的距离或者角度信息，使用三边测量法、三角测量法或两类，已知位置的节点称为参考节点，未知位置的节点称为最大似然法等定位算法来进行估算未知节点的位置；无定位节点。WSNs中利用RSSI来进行三维立体空间的定需测距的方法主要利用空问几何关系或者网络多跳路由来位，如图1所示。完成定位，比如：DV—HOP(利用网络多跳路由)、质心算法实现定位的最少参考节点为3个，A，B，C为参考节点，(利用空间几何关系)、凸规划、MDS—MAP等。Z为未知位置的定位节点

7、，由最少4个节点单元组成1个在基于测距的定位算法中，常用的测距技术包括到最小的三维立体空间定位系统。达时间(timeofarrival，ToA)技术、到达时间差(timediffe—A，B，C为已知位置的参考节点，其坐标分别为(，renceofarival，TDoA)技术、到达角(angleofarrival，AoA)Y)，(，)，(。，Ys)，O为未知位置的定位节点，参考节技术、接收信号强度指示(receivedsignalstrenghindication，点A，B，c到定位节点z的距离分别为d，d2，d。，设未知收稿日期：2011—11-

8、02基金项目：国防基础科研计划资助项目(B3720110008)；广西自治区教育厅面上计划资助项目(200911MS222)34传感器与微系统第3l卷