RFID传感器网络节点定位技术的研究

RFID传感器网络在军事国防、环境监测、抢险救灾和危险区域的远程控制等诸多领域具有广泛的应用前景。网络节点或监测目标的定位是其中众多应用的一个关键条件,而且RFID传感器网络的某些路由机制、覆盖信息、负载均衡和拓扑控制等都依赖于网络中节点的位置信息。因此,定位在RFID传感器网络的应用、运行和管理等方面都有着重要作用,针对RFID传感器网络节点自身定位技术的研究也具有重要的理论与实际意义。 目前节点定位的技术主要有基于测距(range-based)和无需测距(range-free)定位技术。前者尽管精度较高,但大都需要额外地增加硬件开销,不适用于常规RFID传感器网络的应用场景;而无需测距定位技术在不需要复杂硬件设备的情况下能提供足够的定位精度,不需知道未知节点到锚节点的距离或进行距离测量,在成本和功耗方面与前者相比具有显著优势。针对RFID传感器网络这种特殊的自组织网络,range-free定位技术将会得到广泛的关注。 依托国家自然科学基金“RFID传感器网络关键问题的研究”(60673132),广东省自然科学基金“RFID传感器网络及其应用技术研究”(07117421),本论文以RFID传感器网络为研究对象,对RFID传感器网络组成及其体系结构进行了基本的研究。重点研究了无线传感器网络中距离无关定位算法中的Amorphous算法,并在Amorphous算法的基础上提出了DL-Amorphous算法及消除三点共线的Amorphous算法。 仿真结果表明,该定位算法具有良好的定位性能,定位精度和定位覆盖率等各项指标达到了预期的设计目标。DL-Amorphous算法没有考虑3个信标节点位置呈一直线时,而可能产生的有歧义性的定位。消除三点共线的Amorphous算法解决了DL-Amorphous算法中没有解决的三个信标节点呈一直线的情况,提高了节点的覆盖率,但是增加了数据通信量。