地下管网无线监测系统节点定位方法

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1、第4卷第6期农业工程Vol．4No．62014年11月AgriculturalEngineeringNov．2014地下管网无线监测系统节点定位方法张利强，杨前进，韩新民(机械科学研究总院，北京100044)摘要:研究了国内外监测节点定位方法，根据市政地下管网具体应用环境，结合地下管网无线监测系统应用特点，提出了一种在线优化训练关系函数的递增式测距定位算法，并采用多种定位修正方法提高节点定位精度。关键词:无线传感器网络;市政地下管网;监测节点定位中图分类号:TP23文献标识码:A文章编号:2095-1

2、795(2014)06-0024-04LocationMethodofWirelessMonitoringSysteminMunicipalPipeNetworksZhangLiqiang，YangQianjin，HanXinmin(ChinaAcademyofMachineryScience＆Technology，Beijing100044，China)Abstract:WSNlocalizationmethodsathomeandabroadwerestudied．Accordingtoappli

3、cationenvironmentofmunicipalpipenetworkandwirelessmonitoringsystem，anincrementalranginglocationalgorithmbasedononlineoptimizationtrainingnexusfunctionwasproposed，whichadoptedavarietyofpositioningcorrectionmethodstoimprovelocalizationaccuracy．Keywords:Wi

4、relesssensornetwork，Municipalpipenetwork，Monitoringlocation制。在机器人研究领域，也有不少关于定位的研究，0引言但所提出的一些算法一般不用关心计算复杂度和能量当前我国市政地下管网监测领域，普遍存在监测消耗问题，同时也有相应的硬件设备支持，所以不适设备数量少、只设在极少数重点位置的特点，因此监用于地下管网无线监测系统应用环境。测数据无法满足对全网状态的系统分析要求。随着物目前，无线监测系统定位算法还处于理论研究阶联网技术的发展，作为其重要应用的无

5、线监测系统，段，近年来已经出现了许多针对无线传感网络的节点逐渐应用于市政管网领域，使得全网监测节点数量大定位算法，如无参考节点算法的AFL(Anchor-Free大增多，使得针对全网状态的系统分析成为可能，监Localization)、Cricket和ABC(AssumptionBasedCo-测节点具有随机性的特点。ordinates)等算法，有参考节点的GPS-Free、DV-Hop目前针对无线传感器网络定位问题，国内外已经(DistanceVector-Hop)、AHLos(Ad-HocLoca

6、lization有多种算法，但多数仅从理论角度考虑，都具有各自System)、LCB(LocalizableCollaborativeBody)和的适用条件，在特定条件下，某些算法在某些性能指标APIT(ApproximatePoint-In-TriangulationTest)等算［1］上可能优于其他算法，而在其他方面可能处于劣势。法，集中式定位MDS-MAP算法，以及SPA、LPS本文通过一种敏感点计算方法，分析寻找管网中最优化(LocalPositioningSystem)、SpotON、HiＲ

7、Loc(High-的节点布设位置，从而达到监测节点的最合理利用。ＲesolutionＲobustLocalization)、凸规划(ConvexOpti-mization)、ＲADAＲ、DPE(DirectedPositionEstima-1国内外研究现状tion)、MAP(MobileAnchorPoints)和质心算法［2-3］1.1国内外无线监测定位算法研究现状(CentroidAlgorithm)等算法。已经提出的定位算GPS(GlobalPositioningSystem)是目前使用的法都具

8、有各自的适用条件，在特定条件下，某些算法最著名的定位服务。但是，由于无线传感器节点受到在某些性能指标上可能优于其他算法，而在其他方面成本、能量和体积的限制，无法满足GPS的成本和可能处于劣势。从一定意义上说，可公认为最优秀的功耗要求。针对地下管道网络监测系统，GPS会由于定位算法目前尚未产生。接收不到卫星信号而失效，这就使其应用受到很大限通过分析已有的研究结果，发现即使很优秀的定收稿日期:2014-09-26修回日期:2014-11-11基金项目:国家“