一种高效可靠的无线传感器网络定位算法
摘 要：提出了一种新的基于接收信号强度(RSSI)的无线传感器网络定位算法，将固定锚节点之间的距离和信号强度信息同时作为参考来校正每个固定锚节点的权值，每个节点收集自身到其一跳邻节点的RSSI值，当收集数量达到要求时，对数据进行滤波并求平均值处理。通过理论推导证明该方法可以有效降低RSSI不规则网络的定位误差，进而实现高效定位。仿真结果表明，该定位算法可以降低定位误差，具有高效的可用性，能够应用于实际的无线传感器网络中。
关键词：无线传感器网络；定位算法；定向路由；链路质量评估
无线传感器网络作为一种新兴技术，在工农业、城市管理、抢险救灾等许多领域都有重要的科研价值和应用前景，是目前学术界研究的热点问题之一。其中，传感器节点的定位问题是无线传感器网络中的一个基本和关键问题[1]。在传感器网络中，传感器节点自身的正确定位是提供监测事件位置信息的前提。只有在节点自身正确定位之后，才能确定传感器节点监测到的事件的具体位置，这需要监测到该事件的多个传感器节点之间相互协作，并利用他们自身的定位机制确定事件发生的位置。
近年来国内外研究人员提出了一些定位算法。在DV-Hop定位算法[2-3]中，将节点的无线射程R作为平均每跳的距离，这对于节点分布密集且均匀的网络比较适合。但当节点分布不均匀或节点密度较低时，非邻居节点间的估计距离会比实际距离偏大，只有在各向同性的密集网络中才能合理估算出每跳的平均距离。SPA算法[4]选择网络中连通度最大的节点作为坐标原点，建立全局相对坐标系。其余每个节点分别通过测距获得邻居节点间的距离，在各个节点建立局部坐标系统，通过节点间的信息交换与协调，以参考点为基准通过坐标变换(旋转与平移)建立全局坐标系统。由于每个节点都要参与多次坐标变换，因此计算量和定位误差都非常大。
本文针对目前定位算法距离值误差较大以及低效的问题，考虑把固定锚节点之间的距离和信号强度两种信息同时作为参考来校正每个固定锚节点的权值，弥补了DV-Hop算法和SPA算法的不足。在本文算法中，每个节点收集自身到其一跳邻节点的RSSI值，当收集数量达到要求时，对数据进行滤波并求平均值处理。仿真结果表明，本文提出的定位算法可以降低定位误差，具有高可用性，能够应用于实际的无线传感器网络中。
1 ERL定位算法
