RSSI測(cè)距和距離幾何約束的節(jié)點(diǎn)定位算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　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(duì)RSSI測(cè)量值進(jìn)行處理來(lái)減小測(cè)量誤差和利用三角形質(zhì)心定位算法進(jìn)行定位。

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

　　（2） 未知節(jié)點(diǎn)收到來(lái)自錨節(jié)點(diǎn)信息時(shí)，根據(jù)RSSI由強(qiáng)到弱對(duì)錨節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序，并建立RSSI與節(jié)點(diǎn)到錨節(jié)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(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，并采用距離幾何約束來(lái)求得未知節(jié)點(diǎn)與錨節(jié)點(diǎn)距離的估計(jì)值。

　　(4)在Beacon_set中選擇RSSI值大的錨節(jié)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(duì)Triangle_set中任一個(gè)三角形根據(jù)(7)式算出三個(gè)交點(diǎn)的坐標(biāo)，最后由質(zhì)心算法，得到未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。

　　(5)對(duì)求出的未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)集合取平均值，得未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。

　　仿真分析

　　為了驗(yàn)證算法的有效性，對(duì)定位算法進(jìn)行仿真。仿真場(chǎng)景為一個(gè)120×120的矩形區(qū)域，100個(gè)節(jié)點(diǎn)被隨機(jī)放在區(qū)域內(nèi)，其中30個(gè)錨節(jié)點(diǎn)，70個(gè)未知節(jié)點(diǎn)。

　　采用距離幾何約束來(lái)減少RSSI測(cè)距誤差并結(jié)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(jié)果如圖2、圖3所示。

　　RDGC-TCL 算法在測(cè)距校正的過(guò)程總增加了計(jì)算量和計(jì)算時(shí)間，但對(duì)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(jié)點(diǎn)較少的情況下，本文算法的性能提高不大，因?yàn)樘峁┬Ｕ臏y(cè)量數(shù)據(jù)較少，隨著錨節(jié)點(diǎn)數(shù)目增加，用于校正的測(cè)量數(shù)據(jù)的增加，使得測(cè)量的距離更加的準(zhǔn)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(duì)于R_TCL算法在節(jié)點(diǎn)的覆蓋率方面有較大的提高。

　　結(jié)語(yǔ)

　　本文針對(duì)RSSI測(cè)距誤差，提出了基于RSSI和距離幾何約束并結(jié)合三角形質(zhì)心定位算法，仿真結(jié)果表明，本文算法比傳統(tǒng)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(jié)點(diǎn)定位覆蓋率，同時(shí)本定位算法對(duì)硬件的要求不高，能夠降低無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的成本，能夠滿足大多數(shù)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用要求，是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位一種可選方案。