无线传感器网络节点定位是什么

  • 时间:
  • 浏览:7
  • 来源:南昌大学共青学院教务处_绵阳师范学院教务处_梅县高级中学|三峡
阅读模式

  无线传感器网络的许多应用要求节点知道自身的位置信息,才能向用户提供有用的检测服务。没有节点位置信息的监测数据在很多场合下是没有意义的。比如,对于森林火灾检测、天然气管道监测等应用,当有事件发生时,人们关心的一个首要问题就是事件发生在哪里,此时如果只知道发生了火灾却不知道火灾具体的发生地点,这种监测没有任何实质的意义,因此节点的位置信息对于很多场合是至关重要的。

  在许多场合下,传感器节点被随机部署在某个区域,节点事先无法知道自身的位置,因此需要在部署后通过定位技术来获取自身的位置信息。目前最常见的定位技术就是GPS(Global Positioning System)了,它能够通过卫星对节点进行定位,并且能够达到比较高的精度。因此要想对传感器节点进行定位,最容易想到的方法就是给每个节点配备一个GPS接收器,但是这种方法不适用于传感器网络,主要原因有以下几点:

  1)GPS接收器通常能耗高,而对于无线传感器网络中的节点来说,一般能耗很有限,给每个节点配备一个GPS接收器会大大缩短网络寿命;

  2)GPS接收器成本比较高,给无线传感器网络中的每个节点配备一个GPS接收器,需要投入很大成本,尤其对于大规模的无线传感器网络来说不是很适合;

  因此有必要研究适合无线传感器网络的定位技术。下面分两个部分来介绍节点定位的基本概念。

  无线传感器网络中的节点定位是指传感器节点根据网络中少数已知节点的位置信息,通过一定的定位技术确定网络中其他节点的位置信息的过程。

  在无线传感器网络中节点通常可以分为信标节点(beacon node or anchor node)和未知节点(unknown node),其中信标节点也称为锚节点或者参考点,未知节点也称为普通节点。信标节点是位置信息已知的节点,未知节点是未知信息未知的节点。信标节点一般所占比例很小,通常通过手工配置或者配备GPS接收器来获取自身的位置信息。

  除此之外还有一种节点称为邻居节点(neighbor node),邻居节点是指传感器节点通信半径内的其他节点。

  以下是几个常用术语:

  到达时间(Time of Arrvial,TOA),信号从一个节点传播到另一个节点所需时间

  到达时间差(Time Diffrential of Arrival,TDOA),不同传播速度的信号从一个节点到达另一个基点所需要的时间之差

  到达角度(Angle of Arrival,AOA),节点接收到的信号相对于自身轴线的角度

  接收信号强度(Received Sinnal Strength,RSS),节点接收到无限信号强度的大小,也有称Received Sinnal Strength Indicator(RRSI),两个意思基本是一样的

  视距关系(Light of Sight,LOS),两个节点之间没有障碍物,能够直接通信

  非视距关系(Non Light of Sight,NLOS),两个节点之间有障碍物,不能直接通信

  跳数(Hop Count),两个节点之间的跳段之和

猜你喜欢