【48812】无线传感器网络的测距办法doc

  无线传感器网络的测距办法无线传感器网络是指由很多随机散布的集成了传感器单元、数据处理单元、通讯单元和电源单元的细小节点并经过自组织办法构成的散布式网络,其意图是借助于细小节点内置的各种传感器来长途监测所感兴趣的方针或目标,以进行使命感知、数据收集和处理。无线传感器网络技能的开展使得大规模的传感器网络成为了或许。可是随之带来的是网络的可靠性降低了,特别是网络节点的方位信息欠好确认,关于大多数使用来说,不知道传感器节点方位而感知的数据是毫无意义的,节点的自定位功用被认为是体系的根本功用之一。因而,无线传感器网络中节点定位技能的研讨很重要,而且已成为无线传感器网络的根底支撑技能。一般来说,无线传感器网络的定位技能分为依据间隔的定位和非依据间隔的定位。依据间隔的无线传感器节点定位技能大体上分为两个阶段:首先是丈量无线传感器网络中节点间的间隔;然后依据节点间的间隔和现有的传感器节点定位算法,如三边丈量法等核算出无线传感器网络中某节点的方位。因而,节点测距技能是无线传感器网络中依据间隔的节点定位技能的根底。本文经过研讨国内外无线传感器网络定位技能的开展现状,提出选用TOF测距技能完成节点测距,来提高依据间隔的节点自定位技能的定位精度。 1无线传感器网络中的测距办法在无线传感器网络中,常用的丈量节点间间隔的办法主要有TOA(TimeofArrival),TDOA(TimeDifferenceofArrival)、超声波、RSSI(ReceivedSignalStrengthIndicator)和TOF(TimeofLight)等。 TOA和TDOA测距技能都是经过信号的传达时刻和信号的速度两个参数来核算间隔的,无线信号传输速率大,时刻丈量上很小的差错就或许会引起间隔上很大的差错,而且TOA需求贵重的设备来坚持时刻同步,能量消耗大。TOA测距涉及到信号传输时刻的丈量,以此来预算两个节点间的间隔。它可以运行在高多途径环境,并供给分米级的测距精度。超声波测距办法是指当发射节点发射的超声波遇到障碍物时就会产生反射,反射波可由接纳器接纳,这样只需可以测出超声波从发送点到反射回来的时刻间隔△t,就能测距。因而,超生波从发射处到障碍物之间的间隔为c△t/2(c为超声波在介质中的传达速度)。使用超声波测距很准确,丈量差错只要10cm,但由于超声波是一种声波,而声速c受环境和温度、湿度等要素的影响。别的,测距时需求额定的硬件支撑,增加了节点的硬件本钱和尺度。 RSSI是最根本的测距办法,根本不需求额定的硬件设备,完成办法简略。在依据接纳信号强度指示RSSI的测距中,已知发射节点的发射信号强度,接纳节点依据收到的信号强度核算出信号的传达损耗,使用理论和经历模型将传输损耗转化为节点间的间隔。其理论模型为: 式中:p(d)表明在间隔d处的信号强度;n表明途径长度和途径损耗之间的份额因子,范围在2~4之间;p(d0)表明在间隔d0处的信号强度;d表明需求核算的节点与基站间的间隔;d0表明参阅节点与基站间的间隔。因传感器节点自身就具有无线通讯才能,故它是一种低功率、廉价的测距技能,RADAR等项目中使用了该技能。虽然在试验环境中RSSI表现出杰出的特性,可是在实践环境中,它易受温度、无线信号的反射、障碍物(如陆地建筑物)、传达形式等许多要素的影响,因而该技能在实践使用中仍存在