基于RSSI測(cè)距誤差修正的加權(quán)質(zhì)心定位算法

劉曉文 關(guān)維國(guó) 鄒德君 武慧君

摘要：節(jié)點(diǎn)定位是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心支撐技術(shù)之一。針對(duì)RSSI方法測(cè)距定位誤差較大的問題，提出了RSSI測(cè)距誤差修正的加權(quán)質(zhì)心定位算法。本算法測(cè)距階段采用基于最小二乘測(cè)距誤差補(bǔ)償方法對(duì)RSSI測(cè)距進(jìn)行修正，以減小測(cè)距誤差。定位階段采用改進(jìn)Euclidean加權(quán)質(zhì)心定位算法，用信標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)未知節(jié)點(diǎn)的不同影響力來確定加權(quán)因子，以提高定位精度。仿真表明，該算法精度較常用的加權(quán)質(zhì)心定位算法有了明顯提高。

關(guān)鍵詞：節(jié)點(diǎn)定位；RSSI；加權(quán)質(zhì)心定位算法

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)01-0126-04

The Algorithm of Weighted Centroid Localization Based on RSSI Distance Measurement Error Correction

LIU Xiao-wen,GUAN Wei-guo,ZOU De-jun,WU Hui-jun

(Electron & Information EngineeringCollege,Liaoning University of Thchnology,Jinzhou 121001,China)

Abstract: Localization of nodes is a key technology for application of wireless sensor networks.The paper presents algorithm of weighted centroid localization based on RSSI distance measurement error correction.The localization algorithm ranging stage is based on the least square distance measurement error compensation method,to the stage RSSI ranging is revised,to reduce the error of distance measurement. Positioning stage a improvement Euclidean weighted centroid localization algorithm,to prompt localization accuracy.Computer simulation show that,the algorithms accuracy has an greatly improvement than the traditional weighted centroid localization algorithm.

Key word: node localization; RSSI; weighted centroid localization algorithm

目前，對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位采用加權(quán)質(zhì)心定位算法的研究工作比較多。文獻(xiàn)[2]算法提出了一種將RSSI測(cè)量方法與三角形質(zhì)心算法相結(jié)合的新型算法。文獻(xiàn)[3]算法的主要思想是采用已知信標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)未知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加權(quán)。但這兩種算法都沒有充分反映信標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)位置信息的影響力的大小。文獻(xiàn)[4]算法提出了一種用信標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)未知節(jié)點(diǎn)的不同影響力來確定加權(quán)因子的質(zhì)心定位算法。但缺點(diǎn)是加權(quán)因子的誤差較大。本算法對(duì)測(cè)距誤差進(jìn)行了修正，在此基礎(chǔ)上，充分利用信標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)未知節(jié)點(diǎn)不同的影響力進(jìn)行加權(quán)，有效提高了節(jié)點(diǎn)的定位精度。

1)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的各信標(biāo)節(jié)點(diǎn)周期性發(fā)送自身確切信息，其中包括節(jié)點(diǎn)ID和自身位置信息；

2)未知節(jié)點(diǎn)在收到各信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的RSSI值后，對(duì)同一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，只記錄其均值；

3)設(shè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的閾值為m個(gè)，未知節(jié)點(diǎn)在收到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)信息超過這個(gè)閾值后，依照RSSI值的大小對(duì)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行降序排列，并根據(jù)RSSI值得到節(jié)點(diǎn)到優(yōu)選信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的測(cè)距信息，建立以下關(guān)系集合；

5結(jié)論

算法采用優(yōu)選信標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位，大大提高了RSSI值對(duì)定位算法的利用率，并采用誤差系數(shù)對(duì)測(cè)距誤差進(jìn)行補(bǔ)償，使RSSI測(cè)距得到了很好的修正，從而減小了加權(quán)質(zhì)心定位算法的累積誤差。本算法較好解決了因受RSSI測(cè)距誤差影響大導(dǎo)致其定位精度低的情況，可實(shí)現(xiàn)較高的定位精度。并無需額外的能量開銷，使低耗能的RSSI測(cè)距得以進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)。本算法是一綜合性的節(jié)點(diǎn)定位算法，針對(duì)某一具體因素(如障礙物)的定位仍待研究和解決。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫利民,李建中,陳瑜等.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.

[2]林瑋,陳傳峰.基于RSSI的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)三角形質(zhì)心定位算法[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2009(02):180-182.

[3] P.Rentala and U.Saxena.Survey on sensor networks.TechnicalReport,UTDCS-33-02,University of Texas at Dallas,2002.

[4]陳維克,李文鋒,首晰,等.基于RSSI的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)加權(quán)質(zhì)心定位算法[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào),2006,30(2):265-268.

[5]張嬋愛.基于RSSI的加權(quán)質(zhì)心定位算法的實(shí)現(xiàn)[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào),2009,40(2).

[6] AN Xun,JIANG Ting,ZHOU Zheng.Centroid localization lagorithm for wireless sensor networks[J].Computer Engineering and Applica? tions,2007,43(20):136-138.