无线传感网络定位技术综述
无线传感网络定位技术综述
第３ ９卷 第 ６ 期 ２ ０ １ ７年 ６月
宜春学院学报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ０ ｆ Ｙｉ ｃ ｈ ｕ ｎ Ｃ ｏ Ｈ ｅ ｇ ｅ
Ｖｏ Ｌ ３ ９。 Ｎ ｏ ． ６
Ｊ ｕ ｎ ｅ ． ２ ０ １ ７
无 线传 感 网络 定 位 技 术 综 述
曹 阿龙 。章 平 。刘 涛’
ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｉｒ ｗ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｓ ｎｄ ａ ｐ ｏ ｓ ｉ ｉ ｔ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ｌｇ ａ ｏ ｒ ｉ ｈｍ ， ｉ ｔ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｆ ｏ ｕ ｒ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ ｍｅ ｓｕ ａ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｍｏ ｄ・ ｅ ｓ ： ＡＯＡ、 Ｔ ｌ ＯＡ、 Ｔ ＤＯ Ａ、 ＲＳ Ｓ Ｉ ． Ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｒ ｅ ，ｔ ｒ ａ ｋ ｅ ｈｅ ｔ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｎ ｏ ｄ ｅ ｌ ｃａ ｏ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｄ ｉ ｖ ｉ ｄ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｏ ｒ ｎｇ ａ ｉ ｎ ｇ
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无线传感器网络中的节点定位与跟踪技术
无线传感器网络中的节点定位与跟踪技术随着物联网的快速发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）得到了广泛的应用和研究。
节点定位与跟踪是无线传感器网络中的关键问题，对于实现对环境的全面感知和多种应用的实现至关重要。
本文将介绍无线传感器网络中的节点定位与跟踪技术，并探讨其在实际应用中的挑战和前景。
一、节点定位技术在无线传感器网络中，节点定位是指确定节点在所监测区域的位置。
准确的节点定位可以提供精确的环境感知和定位服务。
目前常用的节点定位技术包括多基站定位、距离测量定位和推测定位等。
1. 多基站定位：多基站定位是一种基于接收信号强度指示（Received Signal Strength Indication, RSSI）的定位方法。
根据节点与多个基站之间的信号衰减模型，通过测量信号强度来计算节点的位置。
然而，该方法需要多个基站的参与，且受到信号干扰和非视距等因素的影响。
2. 距离测量定位：距离测量定位是通过节点之间的距离测量来确定节点位置的方法。
常见的距离测量技术包括全球定位系统（Global Positioning System, GPS）和无线信号传播时间测量等。
然而，GPS在室内或有阻挡物的环境下工作效果不佳，而无线信号传播时间测量受到信号传播速度不均匀和多径效应的影响。
3. 推测定位：推测定位是一种基于邻居节点之间的拓扑关系和信号传播模型来估计节点位置的方法。
通过建立无线传感器网络的拓扑结构和分析节点之间的信号传播特性，可以推测节点位置。
推测定位方法相对于其他定位技术而言，成本低、能耗低，但精度相对较低。
二、节点跟踪技术节点跟踪是指在无线传感器网络中追踪移动节点的位置和状态。
节点跟踪技术可以应用于物品追踪、人员定位和动态环境监测等领域。
目前常用的节点跟踪技术包括基于时间差测量的三角定位算法、卡尔曼滤波算法和粒子滤波算法等。
1. 基于时间差测量的三角定位算法：基于时间差测量的三角定位算法是通过测量节点到多个基站的信号传播时间差来确定节点位置。
无线传感器网络中的定位技术研究
无线传感器网络中的定位技术研究无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量具有自主智能和自主能源的无线传感器节点组成的分布式网络系统。
WSN可以用于环境监测、生物医疗、灾害预警等众多领域，其中准确的节点定位技术对于实现WSN的各种应用至关重要。
本文将从定位目标、定位技术和节点定位算法三个方面对WSN中的定位技术研究进行探讨。
一、定位目标在WSN中，节点定位目标大致分为两类：基于网络拓扑的定位和基于地理位置的定位。
基于网络拓扑的定位是通过测量节点之间的跳数和信号强度等信息，来推断节点之间的位置关系，从而以网络拓扑作为节点的位置信息依据。
基于地理位置的定位是指通过测量节点的物理距离、角度或其他地理信息，来确定节点的地理位置，使得节点的位置信息与其实际地理位置相匹配。
二、定位技术在WSN中，常用的节点定位技术包括测距定位、信号强度定位和协作定位。
1.测距定位：通过直接或间接测量节点之间的距离，利用三角测量或多边测量等原理推算节点的位置。
常用的测距技术包括全球定位系统（GPS）、卫星定位系统（GLONASS）、超声波测距等。
2.信号强度定位：通过测量节点之间的信号强度，根据信号强度衰减的模型来推算节点的位置。
常用的信号强度定位技术包括无线电信号强度指示（RSSI）和接收信号强度指示（RSRP）等。
3.协作定位：利用节点之间的协作信息，通过合作定位算法来推断节点的位置。
常用的协作定位技术包括最小二乘（LS）算法、加权最小二乘（WLS）算法和粒子滤波（PF）算法等。
三、节点定位算法在WSN中，节点定位算法是实现节点定位的关键。
根据网络拓扑和节点之间的距离信息，常用的节点定位算法包括迭代最小二乘（Iterative Least Square，ILS）算法、最小二乘法（Least Square，LS）算法、贝叶斯定位算法等。
1.ILS算法：根据节点之间的距离信息，通过迭代的方式不断修正节点的位置，直至达到定位误差的收敛标准。
无线传感器网络节点定位技术综述
无线传感器网络节点定位技术综述【摘要】无线传感器网络节点定位技术是无线传感器网络中的重要研究方向，通过准确的节点定位可以提高网络性能和应用效果。
本文首先介绍了全局定位技术和局部定位技术的概念及应用，然后详细讨论了基于声波、RFID和GPS的节点定位技术。
声波技术可以实现精准的节点定位，RFID技术适用于室内环境，而GPS技术在室外环境定位效果更好。
结合前文内容对无线传感器网络节点定位技术进行了总结，并展望了未来的发展趋势。
通过本文的阐述，读者可以了解节点定位技术的现状和各种应用场景，为进一步的研究和实践提供参考。
【关键词】无线传感器网络、节点定位技术、全局定位、局部定位、声波、RFID、GPS、总结、未来发展、趋势。
1. 引言1.1 无线传感器网络节点定位技术综述无线传感器网络节点定位技术是指通过各种技术手段实现对节点位置的准确定位，是无线传感器网络中的重要研究领域之一。
节点定位技术的研究不仅可以帮助用户实时感知环境信息，还可以提高网络性能和应用效果。
随着无线传感器网络的不断发展和应用需求的增加，节点定位技术也在不断创新和完善。
本文将对无线传感器网络节点定位技术进行综述，包括全局定位技术、局部定位技术、基于声波的节点定位技术、基于RFID的节点定位技术以及基于GPS的节点定位技术。
通过对各种技术的原理、特点和优缺点进行分析和比较，帮助读者更全面地了解无线传感器网络节点定位技术的现状和发展趋势。
通过本文的阐述，读者可以深入了解无线传感器网络节点定位技术的相关知识，并对未来的研究方向和发展趋势有一定的把握。
希望本文能够为相关领域的研究人员和工程师提供一定的参考和帮助，推动无线传感器网络节点定位技术的进一步发展和应用。
2. 正文2.1 全局定位技术综述全局定位技术是无线传感器网络中用来确定节点位置的重要技术之一。
全局定位技术通常利用已知位置的参考节点和距离信息，通过三边测量或多边测量的方法来计算目标节点的位置。
无线传感器网络中的节点定位与跟踪技术综述
无线传感器网络中的节点定位与跟踪技术综述无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是一种由大量分布式的无线传感器节点组成的网络系统，用于收集、处理和传输环境中的信息。
节点定位与跟踪技术是WSN中的重要研究领域，它通过准确地确定节点在物理空间中的位置，实现对目标位置的发现与跟踪。
本文将对WSN中的节点定位与跟踪技术进行综述，主要包括基于测距技术的定位方法、基于无线信号的定位方法以及节点跟踪技术的研究进展。
一、基于测距技术的节点定位方法基于测距技术的节点定位方法通过测量节点之间的距离信息来确定节点的位置。
常用的测距方法包括全球定位系统（GPS）技术、无线信号强度测量技术和时间差测量技术。
全球定位系统是目前最为广泛使用的定位技术之一，通过接收卫星发出的定位信号来计算节点的位置。
然而，GPS技术在室内和复杂环境中的定位精度较低，且对耗能较大，因此在WSN中应用受到一定限制。
无线信号强度测量技术利用节点之间传输的无线信号的强度衰减来推断节点之间的距离。
该方法不需要额外的硬件设备，但由于无线信号受到多径效应、信号衰减等因素的影响，导致测距精度有限。
时间差测量技术通过测量节点收到信号的时间差来推断节点之间的距离。
常用的时间差测量方法包括到达时间差（Time of Arrival，TOA）、发送信号时间差（Time Difference of Arrival，TDOA）和接收信号时间差（Time Synchronization，TS）。
这些方法的精度较高，但需要时间同步和硬件支持，增加了系统的复杂性。
二、基于无线信号的节点定位方法基于无线信号的节点定位方法是利用节点之间的无线信号交互进行位置推断。
常用的方法有信标定位、指纹定位和接收信号强度指纹定位。
信标定位方法通过在一些已知位置的节点上设置信标，其他节点通过接收这些信标的信号强度来推断自己的位置。
信标定位方法简单直接，但需要预先布置信标。
无线传感器网络中的定位技术研究
无线传感器网络中的定位技术研究无线传感器网络是近年来发展迅速的一种新型网络结构，能够广泛应用于农业、环境监测、军事等领域，它的一个重要应用就是对物品或人员进行精确定位。
传感器节点的定位技术是无线传感器网络中的研究热点之一，本文将从传统定位技术和无线传感器网络中存在的问题及其解决方法两个方面进行介绍。
一、传统定位技术1. GPS定位技术全球卫星定位系统（GPS）是现代导航及位置服务的重要基础之一，其具有高精度、大范围、全天候等优点。
但是其在一些应用场景下无法满足定位需求，比如室内定位、城市谷底等复杂环境，此时采用GPS进行定位效果非常有限。
2. 基于无线信号的定位技术通过测量无线信号传输延迟、信号到达强度等特征参数，可以计算出移动设备相对于接收设备的距离和位置信息，这样的定位方法具有定位范围广、实时性好等优点，广泛应用于蓝牙、WiFi 等无线场景中。
但是其误差也比较大，需要进行数据融合和滤波处理。
二、问题与解决方法1. 突发信号干扰问题无线传感器网络在工业控制、军事情报等领域，存在着突发信号干扰的风险，干扰可能会导致节点失去信号接收。
根据是干扰峰值还是多个干扰信号，可以选择不同的处理方法。
如对于干扰峰值，可以采用GPS时延获得差分数据进行估计，而对于多个干扰信号，可以采用多路径校正算法，利用多路径干扰信号获得位置。
2. 支持多目标定位问题无线传感器网络场景下，可能会有多个设备需要同时进行定位，传统基于无线信号的定位技术无法同时支持多目标的准确定位，因此需要设计新的协议来实现多目标的联合定位。
常用的方法是采用多目标跟踪（MOT）算法，将多目标的定位和跟踪问题转化为多个二元分类问题，并通过卡尔曼滤波等方法进行计算和处理。
3. 节点能量和覆盖范围问题无线传感器网络的节点通常采用电池供电，能源是一个重要的限制因素。
设计高效的定位算法需要将其能耗控制在合理的范围内，同时需要根据节点提供的覆盖范围进行优化算法设计，保证算法的覆盖率和准确率。
基于无线传感器网络的定位技术研究综述
基于无线传感器网络的定位技术研究综述学生：沈静蕾学号：080304216导师：黄磊一、前言无线定位技术(UWB)的原理来源于无线电测距。
无线定位技术作为一种新型的短距离定位技术，具有适用范围广，实时性好，兼具通讯功能等优点。
在一些应用场合，例如森林火警、室内导航等具有很好的应用前景。
但是无线定位目前也存在着精度不高、容易受干扰等缺点。
在实际应用过程中，一般作为传统定位方式（如GPS定位）因条件限制无法使用时的替代技术。
近年来传感器网络的定位技术研究作为一种有效的解决方案被广泛的重视。
本课题针对目前国内外的研究现状，着重对无线传感器网络定位技术进行研究，力求在定位算法、软硬件设计等方面取得一定的研究成果。
二、主体无线传感器网络(WSN)定位技术具有重要的科研价值和广泛的应用前景，它的出现引起了全世界的广泛关注，它的研究历史并不长，但发展很快。
无线传感网络多年来经过不同领域研究人员的演绎，在军事领域、精细农业、安全监控、环保监测、建筑领域、医疗监护、工业监控、智能交通、物流管理、自由空间探索、智能家居等领域的应用得到了充分的肯定。
无线传感器节点定位过程中，当未知节点获得与邻近参考节点之间的距离或相对角度信息后，通常使用以下定位算法原理计算未知的位置。
1.三边测量法在无线传感器网络中，坐标系大多是二维空间，因此，只要知道一个未知节点到3个或3个以上锚节点的距离就可以确定该未知节点的坐标。
在基于测距的定位算法中，三边测量法是计算坐标的基本途径。
如图1所示。
已知A、B、C三个锚节点的坐标分别为（x a,y a）、（x b,y b）、（x c,y c）,且它们到未知节点D 的距离分别为d a,d b,d c。
设未知节点D的坐标为（x,y）,则可按如下公式（1）计算：abcddd===(1)化简得:12222222222222()2()2()2()a c a c a c a c a c b c b c a b a b a b x x y y x x y y d d x y x x y y x x y y d d -⎡⎤---+-+-⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥---+-+-⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦（2） 公式（2）即为D 点坐标。
无线传感器网络节点定位技术综述
无线传感器网络节点定位技术综述无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）是指由大量分布在空间中的，能够自组织形成网络的无线传感器节点组成的系统。
无线传感器网络具有自组织、自适应、自愈合和可靠性高等特点，广泛应用于军事侦测、环境监测、智能交通、医疗健康等领域。
在无线传感器网络中，节点的定位技术是至关重要的，因为节点的位置信息是许多应用的基础，比如目标跟踪、环境监测、地理信息系统等。
研究节点定位技术成为无线传感器网络领域的一个热点问题。
本文将对无线传感器网络节点定位技术进行综述，包括节点定位的概念、分类、技术原理和现状分析。
一、节点定位的概念在无线传感器网络中，节点定位是指通过一定的技术手段确定无线传感器节点的位置信息。
节点的位置信息包括节点的经纬度、高度、速度等。
节点定位可以分为绝对位置定位和相对位置定位两种类型。
绝对位置定位是指确定节点在全局坐标系中的地理位置信息，相对位置定位是指确定节点在局部坐标系中的相对位置信息。
节点定位的准确性对于无线传感器网络的应用至关重要。
二、节点定位的分类根据节点位置信息的来源和获取方式，节点定位可以分为GPS定位、无GPS定位、基于信号强度的定位、基于多传感器融合的定位等几种类型。
1. GPS定位全球卫星定位系统（Global Positioning System, GPS）是现代导航和定位的主要手段之一。
在无线传感器网络中，可以通过使用GPS模块获取节点的地理位置信息，从而实现节点的绝对位置定位。
GPS定位的优点是定位精度高，但同时也存在成本高、能耗大、对环境条件要求高等缺点。
2. 无GPS定位在很多环境下，GPS信号可能无法得到有效的使用，因此需要研究无GPS定位的方法。
无GPS定位主要包括基于无线信号、射频识别、视觉识别、地磁感知等技术。
这些技术可以在没有GPS信号的情况下，通过不同的信息源获取节点位置信息。
3. 基于信号强度的定位基于信号强度的定位是通过无线信号传输中的信号功率、延迟、多径效应等特性进行节点定位。
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无线传感网络定位技术综述
无线传感网络(Wireless Sensor Network，简称WSN)是一种集成了传感、通信和计算功能的自组织网络，由大量低成本、低功耗的无线传感节点组成。
这些节点能够感知和测量环境中的各种参数，并将收集到的数据通过通信链路传递到基站或其他节点进行处理和分析。
无线传感网络在许多应用领域具有广泛的应用，其中一个重要的应用是定位。
无线传感网络定位技术是指通过使用无线传感节点间的信号强度、时间差或测向等信息来确定物体或节点在空间中的位置。
定位是无线传感网络中很重要的一个任务，它可以帮助用户获取节点的位置信息以及监测和追踪目标物体的移动。
无线传感网络定位技术的发展对于实现智能城市、智能交通以及环境监测等应用具有重要意义。
无线传感网络定位技术主要有三种方法，分别是基于信号强度的定位、基于时间差的定位和基于测向的定位。
第一种方法是基于信号强度的定位。
该方法通过测量无线信号在空间中的衰减程度来确定物体的位置。
常用的技术有收集多个节点间信号强度的RSSI值（Received Signal Strength Indication）并进行加权平均，采用指纹定位技术等。
这种方
法简单易用，但存在信号衰减和多径效应等问题，导致定位误差较大。
第二种方法是基于时间差的定位。
该方法通过测量无线信号的传播时间来获得物体的位置。
常用的技术有Time of Arrival (TOA)、Time Difference of Arrival (TDOA)和Round Trip Time of Flight (RTOF)等。
这些方法对节点间的时间同步要求较高，且受多径效应和钟差等因素的影响，也容易引入较大的定位误差。
第三种方法是基于测向的定位。
该方法通过节点对目标物体的信号进行方向收集，进而估计目标物体的位置。
常用的技术有Angle of Arrival (AOA)和Received Signal Strength Angular Differential (RSSAD)等。
这些方法需要传感节点具备方向感知的能力，相对于前两种方法具有更高的定位精度。
除了这三种主要方法，还有一些其他的无线传感网络定位技术，如基于超宽带(Ultra-wideband, UWB)的定位技术、基于可见光通信(VLC)的定位技术和基于声音的定位技术等，它们都具有不同的适用场景和优势。
值得注意的是，无线传感网络定位技术在实际应用中还面临一些挑战。
首先是定位精度的问题，尤其是在复杂环境和大
量节点的情况下，如何提高定位精度是一个重要的研究课题。
其次是能耗的问题，无线传感节点通常由电池供电，如何减少能耗延长节点寿命也是一个关键问题。
此外，网络中的节点通常分布不均匀，如何解决节点分布不均衡对定位性能的影响也是一个需要探索的问题。
总之，无线传感网络定位技术的综述表明，定位是无线传感网络中的重要任务，具有广泛的应用前景。
随着技术的不断发展，相信无线传感网络定位技术将会越来越成熟，并在智能化的应用中发挥越来越大的作用。