基于 RSSI 的无线传感器网络节点定位算法研究

节点位置信息是无线传感器网络应用的基础。基于RSSI（Receive Signal Strength Indicator）的测距技术因其低成本和低复杂度的优点而被广泛用于无线传感器网络的定位技术中。介绍了RSSI信号传输模型,在介绍无线传感器网络定位基本原理的基础上,分析了影响定位精度的因素。综述了近几年提出的无线传感器网络中基于RSSI的节点定位算法及其改进算法,现有基于RSSI定位算法的改进算法主要从测距精度改进、定位精度改进或误差修正改进等方面进行。最后,指出了基于RSSI的无线传感器网络节点定位算法的不足,并进行展望。     

基于RSSI测距和距离几何约束的节点定位算法

节点定位是无线传感器网络的基础问题之一,基于RSSI测距技术被广泛应用到节点定位中。由于RSSI测距受到环境影响而产生测距误差,进而影响节点定位的精度。本文利用距离几何约束来减小RSSI测距误差,并结合三角形质心定位算法。仿真结果表明该算法比基于RSSI三角质心定位算法的定位精度有较大提高。     

基于RSSI的优化加权质心定位算法研究

节点定位技术是无线传感器网络的关键技术之一。质心定位算法是指节点依靠无线传感器网络的连通性进行定位,定位误差较大。为了提高定位精度,鉴于质心定位算法受环境影响较小,基于RSSI的定位技术使用方便的特点,文中提出了基于RSSI的一种优化加权质心定位算法。通过RSSI测距,结合优化后的加权质心定位算法,确定节点位置。仿真结果表明,该算法降低了定位的平均误差,可以提高定位精度。     

WSN中基于RSSI的加权质心定位算法的改进

自身节点定位是无线传感器网络的关键技术之一。本文对距离无关定位算法中的质心定位算法进行了分析,在基于RSSI的质心定位算法的基础上提出了一种新的校正RSSI测距值的加权定位算法。测距阶段将信标节点之间的距离和信号强度信息同时考虑在内进行RSSI值校正,权值选择阶段采用了修正传统权重的计算方法,权值取距离倒数之和。通过仿真证明,本文提出的算法相对于传统的加权质心定位算法有明显改进,获得较好的定位精度。     

基于RSSI的室内无线网络定位技术研究

基于信号强度（RSSI）的测距是一项低成本和低复杂度的距离测量技术,被广泛应用于无线传感器网络基于距离的定位技术中。基于RSSI测距的定位技术,通过线性回归分析对参数进行优化,引入高斯滤波模型,对RSSI值进行修正,提高了测距精度。采用泰勒级数展开对位置进行迭代计算,最后在TI的ZigBee平台上进行实验验证,通过仿真和实验验证了算法的可行性和优越性。与CC2431算法相比,该算法减小了定位误差,提高了定位精度。     

无线传感器网络混合定位技术研究

在大规模复杂无线传感器网络中往往采用多种节点定位技术,在此结合现有无线传感器定位技术的现状,提出了一种混合定位技术以实现不同定位方法之间的互补。一方面利用RSSI定位弥补TDOA定位覆盖范围小的缺点;另一方面将测距信息引入到非测距定位DV—Hop算法中,用RSSI测距模型来提高DV-Hop算法中定位节点与信标节点间有效距离的精度。实验结果表明,该混合定位技术实现了TDOA,RSSI以及DV-HOP等定位技术的融合,有效地提高了复杂大规模无线传感器网络的节点定位精度。     

基于RSSI的精确室内定位算法

无线传感器网络的关键问题是实现节点的精确定位。为了解决基于RSSI的无线传感器网络三角形质心定位算法在有些情况不适用的问题,本文提出一种新型的基于RSSI的精确室内定位算法,此算法提出了虚拟信标节点的概念并用此来修正未知节点位置。实验表明,该算法具有较高的定位精度,能满足大多数的应用场合,具有一定的实用价值。     

传感器网络的粒子群优化定位算法

无线传感器网络定位问题是一个基于不同距离或路径测量值的优化问题。由于传统的节点定位算法采用最小二乘法求解非线性方程组时很容易受到测距误差的影响,为了提高节点的定位精度,将粒子群优化算法引入到传感器网络定位中,提出了一种传感器网络的粒子群优化定位算法。该算法利用未知节点接收到的锚节点的距离信息,通过迭代方法搜索未知节点位置。仿真结果表明,该算法有效地抑制了测距误差累积对定位精度的影响,提高了节点的定位精度。     

基于拟牛顿法的无线传感器网络定位算法

通过将RSSI定位系统与工程控制中最优化问题结合在一起研究分析了基于RSSI测距的拟牛顿定位算法,该方法把无线传感器网络节点的定位问题转化为无约束的最优化问题。利用最优化理论中的拟牛顿方法求出目标位置的全局最优解。仿真实验结果表明,该算法能有效提高节点定位精度,具有一定的实际应用价值。     

基于连通度和加权校正的移动节点定位算法

移动节点定位问题是无线传感器网络中的研究重点。针对移动节点定位误差大的问题,提出一种基于连通度和加权校正的移动节点定位算法。在未知节点移动过程中,根据节点间连通度大小选取参与定位的信标节点,利用加权校正方法修正RSSI测距信息,然后用最小二乘法对未知节点进行位置估计。仿真分析表明,节点通信半径和信标密度在一定范围内,该算法表现出良好的定位性能,定位精度明显提升。     

基于RSSI的传感器网络节点安全定位机制

针对RSSI测距存在的脆弱性问题,提出了一种基于完整性编码和不间断占用信道的安全RSSI测距协议,该协议不仅可以抵抗伪造插入、重放/虫洞等常规攻击,而且可以防止信标信号被恶意干扰而削弱,即可抵抗虚增测距的外部攻击。在此基础上,设计了一种基于RSSI的传感器网络节点安全定位机制,该机制采用可校验的多边测量法来过滤虚减测距的外部攻击,实现安全定位,并对测距协议和定位机制的安全性进行了理论分析。     

Improvement of Positioning Technology Based on RSSI in ZigBee Networks

In this paper, the node localization methods of ZigBee wireless sensor networks were studied. There are two key issues affecting the positioning accuracy: accuracy of RSSI value and optimization of localization algorithm. For the first issue, the effects of two kinds of environmental disturbance on RSSI values were analyzed, and then RSSI values were pretreated using Kalman filter. For the second, the RSSI-based localization algorithm were introduced in detail, and a new algorithm-triangle centroid localization algorithm based on weighted feature points-was proposed. MATLAB simulation and actual network tests were carried out. The simulation and experimental results all showed that our pretreatment strategy of RSSI and optimization of localization algorithm had great effects on positioning accuracy.     

基于RSSI的无线传感器网络环境参数分析与修正方案

定位技术是无线传感器网络数据采集的基础服务,而定位精度的高低在很大程度上取决于距离测量的精度。基于RSSI（接收信号强度）测距技术无须添加任何硬件设施、用较少的通信开销和较低的实现复杂度,十分适应于能量受限的无线传感器网络。通过对RSSI测距模型进行分析,并提出一种针对室内环境的参数修正方案。通过自行研发的传感器节点Ubicell上进行验证分析,实验表明,采用环境参数修正方案后,明显提高了测距的精度。     

无线传感器网络中DPC安全定位算法研究

在资源受限的无线传感器网络中,如何安全、有效地获取节点位置信息是一个极具挑战性的问题,通过对多种安全定位算法分析,提出了一种分散式的基于RSSI测距的DPC安全定位算法,算法应用测量一致性以及测量与计算一致性原理检测并滤除多种恶意攻击生成的虚节点,而且算法没有设计中心节点,所有的正常节点都参与安全定位算法,对算法性能的讨论以及实验结果表明,在噪声环境和虚节点较多的情况下,DPC算法仍然有很高的效率,并能应对多种恶意攻击。     

基于ZigBee的加权改进Euclidean定位算法

针对基于RSSI的三角形质心定位算法会出现不能工作的情况,提出了基于ZigBee的加权改进Euclidean定位算法。此算法利用最小二乘法得到环境参数,然后利用加权改进Euclidean定位算法对未知节点进行定位。仿真和实验表明,该算法具有一定的实用价值。     

无线传感器网络中DV-Hop定位方法的一种改进策略

原DV-Hop(Distance Vector-Hop)方法的定位步骤可归纳为两步：距离估计与位置计算。其中,距离估计精度对网络拓扑敏感,而位置计算算法对距离估计精度敏感,从而导致方法整体对多样性网络拓扑分布的鲁棒性较差。针对这一问题进行分析与改进,在距离估计阶段提出基于1跳内最近邻信标与其余信标的跳数连接关系独立确定未知节点与各信标间平均跳距的策略,以此改善未知节点与信标之间的距离估计误差;在位置计算阶段提出在原有Lateration算法的基础上增加牛顿迭代法优化步骤,以此提高定位精度。实验结果表明,在相同的网络条件下,与原DV-Hop方法和其他典型改进方法相比,改进策略首先在距离估计阶段提高了距离估计精度,进而在位置计算阶段提高了对距离估计误差的鲁棒性,从而整体上可有效提高全网未知节点的定位精度。     

一种新的无线传感网络三维定位方法

定位是无线传感器网络的基础问题之一,文章提出利用均值法对接收信号强度指示(RSSI)数据进行处理,筛选出RSSI值较优的锚节点,以解决RSSI易受干扰的问题,减小RSSI的测距误差。在此基础上,提出动态修正三维三边测量方法。该方法利用筛选出的RSSI值较优的3个锚节点进行测距,在一个移动锚节点辅助下进行三维三边定位,提高定位精确度。仿真结果表明,与传统三边测量定位算法相比,此方法可明显减少定位误差。