WSN中基于改进的中基于改进的RSSI定位算法研究定位算法研究
降低节点定位误差是无线传感网一直不断改进的方向。在RSSI定位算法的基础上,引入加权概念降低定位误差。
首先针对定位算法中RSSI均值不准确的问题,采用常态分布处理,通过似然函数来获得RSSI的阈值,从而避免均值
过大的情况;其次通过权值因子来分配锚节点与未知节点之间估算距离的权重。在MATLAB仿真实验平台中,与
其他算法在通信半径和锚节点密度等条件下的相比发现,文中算法具有比较好的效果。
傅彬
(绍兴职业技术学院,浙江 绍兴 312000)
摘要摘要:降低节点定位误差是无线传感网一直不断改进的方向。在RSSI定位算法的基础上,引入加权概念降低定位误差。首
先针对定位算法中RSSI均值不准确的问题,采用常态分布处理,通过似然函数来获得RSSI的阈值,从而避免均值过大的情况;其
次通过权值因子来分配锚节点与未知节点之间估算距离的权重。在MATLAB仿真实验平台中,与其他算法在通信半径和锚节点
密度等条件下的相比发现,文中算法具有比较好的效果。
关键词关键词:节点定位;RSSI;WSN
中图分类号中图分类号:TP393文献标识码:ADOI: 10.19358/j.issn.1674-7720.2017.05.021
引用格式引用格式:傅彬.WSN中基于改进的RSSI定位算法研究[J].微型机与应用,2017,36(5):69-71,75.
0引言引言
如何能够更好地进行节点定位一直以来都是无线传感网的主要研究方向,节点定位效果的好坏一方面受地理位置和环境的
影响,另一方面主要来自锚节点与未知节点之间的计算方式等影响[1]。本文从RSSI定位算法角度来研究有关未知节点的定
位。文献[2]采用RSSI测距法测出未知节点与锚节点的距离,用最小二乘法粗略定位,取得了一定的效果;文献[3]提出对节
点初始位置进行初步估计,然后对其进行逐步精解;文献[4]提出了将RSSI测距与量子粒子群算法进行结合调度节点定位方
法;文献[5]提出以多信标节点质心定位修正算法来计算节点坐标修正值;文献[6]提出了以恒定步长进行节点趋势移动
的校验法,仿真实验说明能够提高定位精度;文献[7]提出了一种基于RSSI距离比的MDS定位算法;文献[8]提出基于RSSI比
例修正的DVHop定位算法,该算法能够提高定位精度;文献[9]提出基于RSSI的MCL定位算法,提高了采样准确率,从而可以
提高定位精度,降低功耗。
根据以上研究的结果,本文在RSSI定位算法的基础上,针对其不足,采用似然函数来处理RSSI阈值,通过权值因子来分配锚节
点与未知节点之间估算距离的权重,取得了比较好的效果。
1RSSI测距简介测距简介
在RSSI中主要是通过信号功率之间能量损失来估算发射节点与接收节点之间的距离,如下:
PR(d)=PtGtGrλ2/16π2d2L(1)
式中,PR(d)表示与发射节点相距d处的接收功率,Pt为发射节点的功率,Gt、Gr分别为发射节点和接收节点的增益,L为损耗定
量,d为距离,λ为波长。通过式(1)得到各个节点之间的实际距离。
RSSI是一种与距离相关的定位算法,由于定位效果容易受到来自自然界等外部因素的影响,因此这种测距方法与真实距离存
在一定的差距。加权算法是一种与距离无关的算法,将这两种算法进行融合,利用前者为后者提供距离权值信息,后者通过使用加
权算法提高RSSI算法的定位精度,这样可以降低成本,提高精度,降低能耗。设定某个区域中存在N个锚节点,其中,A、B、C为其
中的3个锚节点,坐标分别为(xa,ya)、(xb,yb)和(xc,yc);未知节点为D,坐标为(x,y),由3个锚节点定位出来的未知节点的估算坐标
为(xi,yi),因此通过使用RSSI模型计算节点D到3个锚节点的距离为:da、db和dc,采用三边测量法得到如下:
通过加权得到未知节点的最终估计位置如下: