無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)綜述

婁皓翔

【摘要】??? 現(xiàn)如今技術(shù)上的突破可以通過微型傳感器的布置來組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，該領(lǐng)域的研究具有涉及多學(xué)科交叉，知識(shí)的集中程度較高，涵蓋了傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及信息處理技術(shù)，無線傳感器技術(shù)把覆蓋區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行收集并傳送給信息監(jiān)測對象，傳感器會(huì)將收集到的信息傳輸出去。我們可以通過傳感器的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步的感知客觀的世界，來擴(kuò)大我們?nèi)祟愑邢薜恼J(rèn)知范圍和認(rèn)知能力，并擴(kuò)大現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的邊界，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新興的技術(shù)領(lǐng)域，她受到越來越多國內(nèi)外的學(xué)者關(guān)注，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)在在未來是一種具體有潛力的技術(shù)之一。

【關(guān)鍵詞】??? 無線傳感器??? 技術(shù)??? 定位

一、無線網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國在1999年啟動(dòng)無線傳感器技術(shù)的研究工作，“信息與自動(dòng)化領(lǐng)域研究報(bào)告”將該領(lǐng)域的研究工作作為國家重點(diǎn)項(xiàng)目之一，中科院在2001年成立相關(guān)系統(tǒng)研究與發(fā)展中心，其建立的目的之由中科院來引領(lǐng)我國無線傳感器技術(shù)的工作，在我國該技術(shù)領(lǐng)域打下良好的基礎(chǔ)。

在2004年，一批有關(guān)無線傳感技術(shù)的課題通過國家自然科學(xué)基金的審批，其中有一項(xiàng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目被列為重點(diǎn)研究項(xiàng)目，在隨后的2005年網(wǎng)絡(luò)傳感器中的基礎(chǔ)理論研究和關(guān)鍵技術(shù)研究已經(jīng)被列入計(jì)劃之中，2006年將水下移動(dòng)式傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)列為重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目，隨著無線傳感器技術(shù)的研發(fā)逐步深入，國家發(fā)改委將互聯(lián)網(wǎng)工程示范技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的部署，同時(shí)也將一些課題進(jìn)放心個(gè)未來的研究計(jì)劃之中，在一份我國未來20年的信息領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)報(bào)告之中，將七項(xiàng)與無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)的課題列為信息領(lǐng)域中重要的課題。

無線傳感器的技術(shù)為采集數(shù)據(jù)提供了便利性，廣泛性以及隨機(jī)性。其中在絕大地方布置的數(shù)據(jù)傳感器屬于小型傳感器，自動(dòng)傳感器可以避免數(shù)據(jù)收集給環(huán)境帶來危害，無線傳感器可以對候鳥以及昆蟲的生活狀況進(jìn)行捕捉和研究，此外可以捕捉環(huán)境變化對農(nóng)作物產(chǎn)生的影響，監(jiān)測海洋的成分變化，在精細(xì)農(nóng)作物中可以對農(nóng)作物的各種狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測例如害蟲狀況、土壤酸堿度狀況和施肥狀況等。

二、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的定位技術(shù)就是利用定位確定網(wǎng)絡(luò)中的具體位置，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一項(xiàng)重要技術(shù)就是定位技術(shù)，作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的支撐技術(shù)其重要性不言而喻。

如果我們在無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中知道自身的物理位置，那么我們就可以由網(wǎng)絡(luò)來提供我們相對應(yīng)的位置信息，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，我們不能通過對每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置進(jìn)行設(shè)置，其原因是成本過高和硬件條件的限制，所以為每個(gè)節(jié)點(diǎn)配備GPS接收器是不可能的，因此突破傳感器定位技術(shù)是必不可少的。

定位技術(shù)有兩個(gè)意義，一是在系統(tǒng)中確定自身的位置，二是確定其他目標(biāo)在一個(gè)系統(tǒng)中的位置，節(jié)點(diǎn)位置的信息可以通過自組織網(wǎng)絡(luò)采用一定的辦法來來提供給觀察者，這是實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位的一種方法，通過自組織網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行定位可以分為節(jié)點(diǎn)自身定位和目標(biāo)定位兩種方法。隨著5g網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，在移動(dòng)平臺(tái)的定位需求也越來越大，人們需要對移動(dòng)平臺(tái)定位進(jìn)行信息讀取，如交通車輛和交通流量的管制，網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，公共資源的配備，醫(yī)療設(shè)備的使用狀況，都需要對平臺(tái)進(jìn)行精確定位，移動(dòng)平臺(tái)可以根據(jù)定位主體和利用設(shè)備的不同分為基于移動(dòng)端定位和基于網(wǎng)絡(luò)定位以及GPS輔助定位等三種類型。

傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)的原理是利用已知信息坐標(biāo)來求解位置信息的坐標(biāo)點(diǎn)，其實(shí)現(xiàn)方式與傳統(tǒng)定位技術(shù)相比有著一定的相似性，區(qū)別是離散分布式協(xié)同網(wǎng)絡(luò)基于傳感器網(wǎng)絡(luò)獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)定位過程有一定的技術(shù)難度，由于傳感器的數(shù)量和大小的限制，節(jié)點(diǎn)信息的定位如果只是運(yùn)用GPS來實(shí)現(xiàn)是不現(xiàn)實(shí)的，并且其受衛(wèi)星信號(hào)限制較多，學(xué)者針對定位方法提出的都是優(yōu)化定位方法，提高其精準(zhǔn)度，并對便攜性提出一定的要求，算法和硬件的不成熟在一定程度上限制了定位的準(zhǔn)確定和定位的高效性。

參考節(jié)點(diǎn)法是傳感器定位的一種常用方法，通過在一定范圍內(nèi)布置一定數(shù)量的傳感器節(jié)點(diǎn)，可以通過自身的節(jié)點(diǎn)位置來計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的位置，這種方法可以運(yùn)用在布置節(jié)點(diǎn)密度較高的情況下，其可以獲得精度較高的位置數(shù)據(jù)，但其條件限制其使用的范圍，如果要計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，其必須接收到至少3個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的定位信息，這在通信質(zhì)量不穩(wěn)定的傳感器網(wǎng)絡(luò)中不是時(shí)時(shí)都可滿足的。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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婁皓翔（1993.12）男，漢族。籍貫：湖北，學(xué)歷：碩士研究生。工作單位：成都理工大學(xué)。研究方向：無線傳感器技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)