一种改进的

APIT

无线传感器网络节点定位算法

[

摘要

] 

本文主要是针对无线传感器网络的

Range-free

定位算法

APIT

中

,

处于

中心、

边缘的未知节点存在不能定位的问题

,

提出一种改进的

APIT

无线传感器网

络节点定位算法。该算法利用三边测量法的思想计算出三个位置坐标

,

使处于监

测区域边缘的未知节点处于这三个点组成的三角形中

,

保证监测区域中所以节点

的位置信息。

[

关键词

] WSN

三边测量法定位

APIT

算法

无线传感器网络

(Wireless Sensor Network, WSN)[1]

是将大量低成本、低功耗

的微型无线传感器布置或抛撒到监测区域

,

传感器通过自组织快速形成的一种分

布式网络

,

在军事和民用领域都具有广阔的应用前景。在无线传感器网络的各种

应用领域中

,

大多数需要确定事件发生的位置

,

或者需要对目标进行跟踪

,

它要求

节点给探测到的数据打上位置标志。另外

,

如果要确定整个网络的覆盖范围

,

也需

要知道节点位置信息。最后

,

许多无线传感器网络路由协议也是基于节点位置信

息的。所以

,

节点定位技术在无线传感器网络中占有重要地位

,

目前已经成为一个

非常重要

,

而且很活跃的研究领域。

根据节点定位过程中是否需测量节点之间的距离

,

定位算法

[2]

可分为基于距

离的

(range-based)

定位算法和与距离无关的

(range-free)

定位算法

. 

前者需要测量

相邻节点间的绝对距离或方位

,

并利用节点间的实际距离来计算未知节点的位置

后者无须测量节点间的绝对距离或方位

,

而是利用节点间的估计距离计算节点位

置

. 

本文将坐标位置已知的节点称为锚节点

,

将位置坐标未知的节点称为未知节

点。

1.

三边测量法

三边测量法

[3]

的定位原理见图

1

。图

1

中

A,B,C

是锚节点

,

它们的坐标分别

为

,,

和

,

图

1

中的节点

D

表示未知节点

,

其位置待求。

,,

分别表示未知节点到

3

个信

标节点的测量距离。那么

,

依据如下关系

: 

由

(1),(2),(3)

式可计算出未知节点

D

的坐标为

: 

三边测量法的优点在于只需知道

3

个锚节点的坐标

,

就可以计算出未知节点

的坐标

,

计算较简单。

三边测量法的缺点是

:

若在测距过程中存在误差

,

上述

3

个圆

无法交于一点

,

将存在误差的

,,

值去求解上述方程时便无法得到正确解

,

因此

,

在实

际计算坐标时

,

一般不直接用三边测量法。

2. APIT

算法