[00738315]无线传感器网络定位机制及应用

无线传感器网络的大量应用都依赖于节点的位置信息，在很多情况下没有节点位置的监测信息是毫无意义的。如战场侦察、森林火灾监测、天然气管道泄漏监测等应用，都需要知道传感器节点的位置。传感器节点必须明确自身的位置才能详细说明“在什么位置或区域发生了特定事件”，实现对外部目标的定位和追踪。另外，根据传感器节点位置信息可以提高网络的路由效率，为网络提供命名空间，向部署者报告网络的覆盖质量，实现网络的负载均衡以及网络拓扑的自配置。更为重要的是，随着传感器网络技术的不断进步，会出现更多基于位置信息的协议和应用。正是基于上述原因，传感器网络的定位技术已经成为传感器网络中一个很重要的研究方向。传感器节点的微型化和有限的能量供应使其在节点硬件的选择上受到很大限制，低功耗是其最主要的设计目标。而人工部署和为所有网络节点安装GPS接收器都会受到成本、功耗、扩展性等问题的限制，甚至在某些场合可能根本无法实现，因此必须针对其密集性，节点的计算、存储和通信等能力都有限的特点设计有效的低功耗定位方法。综合分析现有传感器网络定位技术，虽然能够每个算法在一定程度上解决无线传感器节点的定位问题，但每种处算法都是用来解决不同的问题或支持不同的应用，而且它们在用于定位的物理现象、传感器设备的组成、能量需求、基础设施和时空的复杂性等多方面都各不同。总的来说，现有的测距方法精度不高；在大规模的传感器网络中定位误差积累问题；网络中所有节点完成定位所需时间过长；节点定位带来的通信开销过大；目前大多数定位算法都是基于静态网络的，对移动节点定位研究相对较少。本研究项目提出的基于信标节点权重值和基于二跳信标节点的的传感器网络定位算法。前者对不同的信标节点赋给不同的权重值，后者利用二跳信标节点来缩减未知节点的定位范围。这两个算法不需要额外的硬件支持，在算法复杂度没有增加的前提下提高了定位算法的定位精度。项目提出的两个定位算法对硬件的要求不高，而且环境的适应能力强，可以在大多数环境中使用，应用前景广阔。该项目已经于2010年9月通过河南省科学技术厅组织有关专家进行的技术成果鉴定，豫科鉴字[2010]第195号，佐证材料为：附件27-30。被河南省科技厅确认为河南省科学技术成果，登记号为：9412013Y0808，佐证材料为：附件26。目前项目成果从2010年开始在三家以上公司应用，社会效益及经济效益显著。佐证材料为：附件23-25。