无线传感器网络概论节点定位技术概述.pptx

无线传感器网络概论节点定位技术概述

汇报人：AA

2024-01-21

·引言

·无线传感器网络概述

●节点定位技术基本原理

·常见节点定位算法介绍与比较

●节点定位技术面临的挑战与发展趋势·总结与展望

CATALOGUE

目录

01

引言

无线传感器网络(WSN)的普及与应用

随着物联网、智能家居等领域的快速发展，WSN在环境监测、智能交通、农业生产等领域的应用越来越广泛，节点定位技术作为WSN的关键技术之一，对于提高网络性能和应用效果具有重要意义。

节点定位技术的需求与挑战

在WSN中，节点定位技术能够实现对传感器节点的精确定位和追踪，为网络管理和数据分析提供有力支持。然而，由于WSN的分布式特性和复杂环境因素的影响，节点定位技术面临着精度、实时性、能耗等多方面的挑战。

背景与意义

国内外研究现状

主要内容

本文首先对WSN节点定位技术的背景和意义进行阐述，然后介绍国内外研究现状及发展

趋势。接着，对常见的节点定位算法进行分类和比较，并分析其优缺点。最后，通过仿

真实验和实际应用案例验证所提算法的有效性和优越性。

结构安排

本文共分为五个部分。第一部分为引言，介绍研究背景和意义、国内外研究现状及本文主要内容与结构；第二部分为WSN节点定位技术概述，包括基本概念、分类及评价标准

等；第三部分为常见节点定位算法介绍与比较；第四部分为基于智能优化算法的节点定

位方法；第五部分为仿真实验与结果分析；最后一部分为结论与展望。

本文主要内容与结构

02

无线传感器网络概述

无线传感器网络定义

无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN)是由大量部署在监测区域内的低功耗、微型化、具有无线通信和数据处理能力的传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络系统。

无线传感器网络能够协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖区域内被感知对象的信息，并最终把这

些信息发送给网络的所有者。

无线传感器网络体系结构

1111

无线传感器网络特点及应用

特点

大规模、自组织、动态性、可靠性、以

数据为中心。

VS

应用

环境监测与保护、军事侦察与监视、智能家居与办公自动化、智能交通系统、医疗健康监测等。例如，在环境监测方面，无线传感器网络可用于气象观测、水文监测、森林火灾预警等；在军事领域，可用于战场侦察、目标跟踪、无人值守监测等。

03

节点定位技术基本原

理

节点定位技术是指利用无线传感器网络中节点间的通信和测

量信息，确定节点在物理空间中的位置或相对位置关系的技术。

节点定位技术在无线传感器网络中具有重要作用，可以为网络提供空间位置信息，支持各种基于位置的应用和服务，如环境监测、目标跟踪、智能交通等。

节点定位技术概述

常见的基于测距的定位方法包括：基于到达时间(TOA)、

基于到达时间差(TDOA)、基于到达角度(AOA)和基于接收信号强度(RSSI)等。

基于测距的定位方法是指通过测量节点间的距离或角度信息，

利用几何关系计算出节点的位置。

这些方法需要额外的硬件设备支持，如超声波、红外线、激

光测距仪等，因此成本较高，但定位精度较高。

基于测距的定位方法

01

03

02

基于非测距的定位方法

基于非测距的定位方法是指不需要直接测量节点间的距离或角度信息，而是利用节点间的连通性、跳数等网络信息来估计节点的位置。

常见的基于非测距的定位方法包括：质心算法、DV-Hop算法、Amorphous算法和APIT算法等。

这些方法不需要额外的硬件设备支持，成本较低，但定位精度相对较低。其中，质心算法是一种简单而有效的定位方法，它利用未知节点周围已知节点的位置信息来估计未知节点的位置。

常见节点定位算法介

绍与比较

优缺点

质心算法具有简单、易于实现的优点，但在定位精度方面可能受到网络拓扑结构的影响。

质心算法

金

算法原理

DV-Hop算法是一种基于距离矢量路由和跳数信息的定位算法。它利用节点间的跳数信息和平均每跳距离来估计未知节点的位置。

实现步骤

首先，通过距离矢量路由协议获取节点间的跳数信息；然后，利用已知节点间的实际距离和跳数信息计算平均每跳距离；接着，根据未知节点与已知节点间的跳数和平均每跳距离，计算未知节点的估计位置。

优缺点

DV-Hop算法在定位精度和网络规模方面具有一定优势，但在复杂环境中可能受到多径效应等因素的影响。

DV-Hop算法

Amorphous算法

适用场景

质心算法适用于对定位精度要求不高且网络规模较小的场景；DV-Hop算法适用于网络规模较大且对定位精度有一定要求的场景；Amorpho