RSSI定位算法在矿井安全监测中的改进与应用
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更新于2024-08-01
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"无线传感器网络RSSI定位算法的研究与应用,主要关注如何在无线传感器网络中利用RSSI(接收信号强度指示)技术进行定位,尤其是在矿井安全监测系统中的应用。该研究指出RSSI定位在矿井环境下面临多径效应、环境因子估计偏差、锚节点部署不均匀以及定位算法重建关系数据库等问题,导致定位精度下降和计算开销增大。为解决这些问题,研究提出了一种基于距离比值计算法的改进定位算法,融入了一维线性定位思想,适用于矿井井下巷道和开采面等一维线性环境。通过MATLAB仿真和Mica2节点实验,改进算法显示出更高的环境适应性,即使环境变化,定位精度也基本不受影响,表现出优秀的可靠性和适用性。"
在无线传感器网络(WSN)中,RSSI定位是一种常见的无源定位技术,主要依赖于测量节点间接收到的信号强度来推算距离。CC2420和CC2431等芯片支持RSSI测量,使得在硬件层面实现这种软件测距成为可能。然而,RSSI定位存在若干挑战,如多径效应会导致信号强度的不一致,环境因子如障碍物和温度变化可能引起信号传播的偏差,锚节点的非均匀部署可能导致定位不准确,而定位算法需要处理大量数据,可能增加系统计算负担。
刘学平的硕士论文提出的改进算法,通过引入距离比值计算法,有效地缓解了这些挑战。这种方法的核心在于,不仅仅依赖单一的RSSI值来确定距离,而是通过比较不同节点到已知位置(锚节点)的信号强度比值,分析这些比值反映出的节点间距离关系,从而提高定位准确性。由于矿井环境通常具有线性特征,这种一维线性定位策略显得尤为合适。
在实际应用中,该算法经过MATLAB仿真验证其理论性能,并在Mica2节点上进行了实地实验,结果表明,改进后的RSSI定位算法在应对环境变化时具有更高的鲁棒性,定位精度得以保持,这对其在矿井安全监测系统等关键领域的应用具有重要意义。通过减少定位误差和降低计算复杂度,该算法提高了整个WSN系统的效率和可靠性,为无线传感器网络的定位技术提供了新的思路。
2020-07-21 上传
2019-07-22 上传
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2022-05-06 上传
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