RSSI測距和距離幾何約束的節點(diǎn)定位算法設計與實(shí)現

　　RDGC-TCL 算法過(guò)程

　　RDGC-TCL 算法包括使用Cayley-Menger行列式給出的距離幾何約束條件對RSSI測量值進(jìn)行處理來(lái)減小測量誤差和利用三角形質(zhì)心定位算法進(jìn)行定位。

　?。?） 錨節點(diǎn)周期性發(fā)送自身的信息，信息中包括自身節點(diǎn)ID和自身位置坐標。

　?。?） 未知節點(diǎn)收到來(lái)自錨節點(diǎn)信息時(shí)，根據RSSI由強到弱對錨節點(diǎn)進(jìn)行排序，并建立RSSI與節點(diǎn)到錨節點(diǎn)距離的映射。建立三個(gè)集合：

　　(3) 選取RSSI值大的前幾個(gè)錨節點(diǎn)進(jìn)行計算，并采用距離幾何約束來(lái)求得未知節點(diǎn)與錨節點(diǎn)距離的估計值。

　　(4)在Beacon_set中選擇RSSI值大的錨節點(diǎn)組合成下面的三角形集合，這是提高定位的關(guān)鍵。Triangle_set= 對Triangle_set中任一個(gè)三角形根據(7)式算出三個(gè)交點(diǎn)的坐標，最后由質(zhì)心算法，得到未知節點(diǎn)坐標。

　　(5)對求出的未知節點(diǎn)坐標集合取平均值，得未知節點(diǎn)坐標。

　　仿真分析

　　為了驗證算法的有效性，對定位算法進(jìn)行仿真。仿真場(chǎng)景為一個(gè)120×120的矩形區域，100個(gè)節點(diǎn)被隨機放在區域內，其中30個(gè)錨節點(diǎn)，70個(gè)未知節點(diǎn)。

　　采用距離幾何約束來(lái)減少RSSI測距誤差并結合采用三角形質(zhì)心定位算法（RDGC-TCL 算法），算法性能主要從定位誤差和定位覆蓋率兩方面進(jìn)行考慮。仿真結果如圖2、圖3所示。

　　RDGC-TCL 算法在測距校正的過(guò)程總增加了計算量和計算時(shí)間，但對定位誤差的減小和定位覆蓋率的增加都有了較大的提高。由圖2所示，在錨節點(diǎn)較少的情況下，本文算法的性能提高不大，因為提供校正的測量數據較少，隨著(zhù)錨節點(diǎn)數目增加，用于校正的測量數據的增加，使得測量的距離更加的準確，使得定位的精度有了較大的提高。圖3表明本文算法相對于R_TCL算法在節點(diǎn)的覆蓋率方面有較大的提高。

　　結語(yǔ)

　　本文針對RSSI測距誤差，提出了基于RSSI和距離幾何約束并結合三角形質(zhì)心定位算法，仿真結果表明，本文算法比傳統的RSSI定位算法有更好的定位性能，能夠減小定位誤差并提高節點(diǎn)定位覆蓋率，同時(shí)本定位算法對硬件的要求不高，能夠降低無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的成本，能夠滿(mǎn)足大多數無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的應用要求，是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)定位一種可選方案。