【《无线网络传感器定位理论基础概述》1600字】

V无线网络传感器定位理论基础概述目录TOC\o"1-3"\h\u4629无线网络传感器定位理论基础概述 1114301.1无线网络传感器 1194421.2无线网络传感器定位基本专用术语 1238121.3无线网络传感器定位原理 11.1无线网络传感器无线网络传感器是一种通过感知外部环境所传递的特殊物理信息，并通过自身的规律对接收到的信息做出反应，继而将获取得到的信息导出的器件或装置。由于它的感知功能和信息处理功能的需要，内部一般含有转换元件以及敏感元件。它是一种嵌入式设备，包括控制器、传感器、通信能力、计算能力。它通过对外界物理环境的感应来收集信息，再通过传感器网络把信息传送给其它的计算设备。由于近些年来与无线网络传感器相关的制造技术以及信息服务技术的飞速发展，我们已经可以制造出微型、具有弹性且低能耗的无线网络传感器。通常来说，单个传感器很难发挥大的作用，只有把它们适量地按照一定规律摆放到需要的空间环境中，这样一来可以组成一个传感器网络，再通过运用与其相适应的系统软件平台作为辅助，就能够实现状态监测、实时跟踪、环境监测等强大功能。1.2无线网络传感器定位基本专用术语锚节点:指那些具体位置固定且位置信息可以直接知道的节点。也叫做信标节点。未知节点：顾名思义，也就是位置不确定，需要利用已知位置与未知位置节点之间的位置信息来计算其位置的节点。邻居节点：邻居，指某些节点与某一指定节点所在的位置关系。在以某节点为圆心，传感器最大通信距离为半径所确定的圆的面积内的其他节点，即可以和某一传感器节点直接通信的其他全部节点叫做该节点的邻居节点。1.3无线网络传感器定位原理无线网络传感器定位技术主要是通过一些定位算法来实现的，定位算法的基本原理是通过直接或间接的方法，得到相关节点之间的距离、方位角或者其他相关联的一些信息数据。通过对这些已知信息的计算分析，并对计算结果加以修正，从而得到未知节点的准确位置信息。其中的距离信息可以通过信号发送接收时间差以及信号传送速率来间接得到。以二维平面定位为例，容易知道在二维平面中，一个未知节点需要三个已知节点来对其进行位置计算。假设三个已知节点的位置坐标分别为A（）、B（）、C（），一个未知节点的坐标为P（），在平面范围内，传感器接收传递信息的范围就是一个圆形区域，传感器由于距离信息可以测出，也就是说三个已知节点到未知节点的距离为已知的，分别为,,,那么通过平面坐标距离公式可以得到以下方程组：（2-1）对上述方程进行求解得到：上述求解过程针对的是一种理想条件下的传感器定位，如图2-1左所示，是在认为传感器之间的距离信息准确无误的情况下进行的，但在实际操作中，节点之间的信号传送往往会受到干扰，如传感器布置区域存在一些无法移动的障碍物，信号穿过障碍物比穿过空气的时间长，这种情况下测得的距离信息则是不准确的，比实际距离偏大的。如图2-1右所示，由三个传感器测量确定的三个圆相交得到一个确定的公共区域。容易知道我们所需要确定的未知节点的位置在这一确定区域内，而传感器网络定位算法，就是要通过计算在这一确定区域中找到这一未知节点，并通过优化使得计算得到的未知节点的位置与未知节点的真实位置之间的误差最小化。而无线传感器的通信距离有限，对定位的算法要求一般也比较高，以致于评价定位算法好坏的重要标准之一就是运用相应的定位算法计算得到的未知节点的位置与其实际位置的偏差大小。关于无线网络传感器定位技术的定位算法也有很多，如DV-HOP算法、凸规划算法、质心算法、APIT算法、半正定规划算法，而本论文正是基于半正定规划算法来进行计算的。图2-1无线网络传感器平面定位示意以上是以二维平面为例来解释无线网络定位的原理，在三维立体空间中，利用无线网络传感器定位的原理也是一样的，假设空间中有三个不在同一直线上的已知节点，那么每个节点所能传递并接收信息的空间范围就是一个球形空间，如果三个已知传感器的位置是在地面，那么每个节点能够传递并接收的信息的空间范围就变成半