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關(guān)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)的分析
點(diǎn)擊次數(shù):2498 發(fā)布時(shí)間:2017-9-13
隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)也得到了較大發(fā)展,下面我們就無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)進(jìn)行相關(guān)說(shuō)明。 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位zui簡(jiǎn)單的方法是為每個(gè)節(jié)點(diǎn)裝載衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS) 接收器, 用以確定節(jié)點(diǎn)位置。但是, 由于經(jīng)濟(jì)因素、節(jié)點(diǎn)能量制約和GPS 對(duì)于部署環(huán)境有一定要求等條件的限制, 導(dǎo)致方案的可行性較差。因此, 一般只有少量節(jié)點(diǎn)通過(guò)裝載GPS 或通過(guò)預(yù)先部署在特定位置的方式獲取自身坐標(biāo)。另外, 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位涉及很多方面的內(nèi)容, 包括定位精度、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、錨節(jié)點(diǎn)密度、網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性和魯棒性以及功耗等, 如何平衡各種關(guān)系對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位問(wèn)題非常具有挑戰(zhàn)性??梢哉f(shuō)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自身定位問(wèn)題在很大程度上決定著其應(yīng)用前景。因此, 研究節(jié)點(diǎn)定位問(wèn)題不僅必要, 而且具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。 一、WSN 定位技術(shù)基本概念 1、 定位方法的相關(guān)術(shù)語(yǔ) 1) 錨節(jié)點(diǎn)(anchors): 也稱為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)、燈塔節(jié)點(diǎn)等, 可通過(guò)某種手段自主獲取自身位置的節(jié)點(diǎn); 2) 普通節(jié)點(diǎn)(normal nodes): 也稱為未知節(jié)點(diǎn)或待定位節(jié)點(diǎn), 預(yù)先不知道自身位置, 需使用錨節(jié)點(diǎn)的位置信息并運(yùn)用一定的算法得到估計(jì)位置的節(jié)點(diǎn); 3) 鄰居節(jié)點(diǎn)(neighbor nodes): 傳感器節(jié)點(diǎn)通信半徑以內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn); 4) 跳數(shù)(hop count): 兩節(jié)點(diǎn)間的跳段總數(shù); 5) 跳段距離(hop diSTance): 兩節(jié)點(diǎn)之間的每一跳距離之和; 6) 連通度(cONnectivity): 一個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有的鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)目; 7) 基礎(chǔ)設(shè)施(infrastructure): 協(xié)助節(jié)點(diǎn)定位且已知自身位置的固定設(shè)備, 如衛(wèi)星基站、GPS 等。 2、 定位方法的性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要分為7 種, 下面分別進(jìn)行介紹。 1) 定位精度。定位技術(shù)首要的評(píng)價(jià)指標(biāo)就是定位度, 其又分為精度和相對(duì)精度。精度是測(cè)量的坐標(biāo)與真實(shí)坐標(biāo)的偏差, 一般用長(zhǎng)度計(jì)量單位表示。相對(duì)誤差一般用誤差值與節(jié)點(diǎn)無(wú)線射程的比例表示, 定位誤差越小定位度越高。 2) 規(guī)模。不同的定位系統(tǒng)或算法也許可以在一棟樓房、一層建筑物或僅僅是一個(gè)房間內(nèi)實(shí)現(xiàn)定位。 另外, 給定一定數(shù)量的基礎(chǔ)設(shè)施或一段時(shí)間, 一種技術(shù)可以定位多少目標(biāo)也是一個(gè)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。 3) 錨節(jié)點(diǎn)密度。錨節(jié)點(diǎn)定位通常依賴人工部署或使用GPS 實(shí)現(xiàn)。人工部署錨節(jié)點(diǎn)的方式不僅受網(wǎng)絡(luò)部署環(huán)境的限制, 還嚴(yán)重制約了網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的可擴(kuò)展性。而使用GPS 定位, 錨節(jié)點(diǎn)的費(fèi)用會(huì)比普通節(jié)點(diǎn)高兩個(gè)數(shù)量級(jí), 這意味著即使僅有10%的節(jié)點(diǎn)是錨節(jié)點(diǎn), 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的價(jià)格也將增加10 倍, 另外, 定位精度隨錨節(jié)點(diǎn)密度的增加而提高的范圍有限, 當(dāng)?shù)竭_(dá)一定程度后不會(huì)再提高。因此, 錨節(jié)點(diǎn)密度也是評(píng)價(jià)定位系統(tǒng)和算法性能的重要指標(biāo)之一。 4) 節(jié)點(diǎn)密度。節(jié)點(diǎn)密度通常以網(wǎng)絡(luò)的平均連通度來(lái)表示, 許多定位算法的精度受節(jié)點(diǎn)密度的影響。 在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中, 節(jié)點(diǎn)密度增大不僅意味著網(wǎng)絡(luò)部署費(fèi)用的增加, 而且會(huì)因?yàn)楣?jié)點(diǎn)間的通信沖突問(wèn)題帶來(lái)有限帶寬的阻塞。 5) 容錯(cuò)性和自適應(yīng)性。定位系統(tǒng)和算法都需要比較理想的無(wú)線通信環(huán)境和可靠的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備。 而真實(shí)環(huán)境往往比較復(fù)雜, 且會(huì)出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)失效或節(jié)點(diǎn)硬件受精度限制而造成距離或角度測(cè)量誤差過(guò)大等問(wèn)題, 此時(shí), 物理地維護(hù)或替換節(jié)點(diǎn)或使用其他高精度的測(cè)量手段常常是困難或不可行的。因此, 定位系統(tǒng)和算法必須有很強(qiáng)的容錯(cuò)性和自適應(yīng)性, 能夠通過(guò)自動(dòng)調(diào)整或重構(gòu)糾正錯(cuò)誤, 對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障管理, 減小各種誤差的影響。 6) 功耗。功耗是對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)影響zui大的因素之一。由于傳感器節(jié)點(diǎn)的電池能量有限, 因此在保證定位度的前提下, 與功耗密切相關(guān)的定位所需的計(jì)算量、通信開(kāi)銷、存儲(chǔ)開(kāi)銷、時(shí)間復(fù)雜性是一組關(guān)鍵性指標(biāo)。 7) 代價(jià)。定位系統(tǒng)或算法的代價(jià)可從不同的方面來(lái)評(píng)價(jià)。時(shí)間代價(jià)包括一個(gè)系統(tǒng)的安裝時(shí)間、配置時(shí)間、定位所需時(shí)間; 空間代價(jià)包括一個(gè)定位系統(tǒng)或算法所需的基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量、硬件尺寸等; 資金代價(jià)則包括實(shí)現(xiàn)一種定位系統(tǒng)或算法的基礎(chǔ)設(shè)施、節(jié)點(diǎn)設(shè)備的總費(fèi)用。 上述7 個(gè)性能指標(biāo)不僅是評(píng)價(jià)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身定位系統(tǒng)和算法的標(biāo)準(zhǔn), 也是其設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的優(yōu)化目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的優(yōu)化, 有大量的研究工作需要完成。同時(shí), 這些性能指標(biāo)相互關(guān)聯(lián), 必須根據(jù)應(yīng)用的具體需求做出權(quán)衡以設(shè)計(jì)合適的定位技術(shù)。 二、主要的WSN 定位方法 WSN 的定位方法較多, 可以根據(jù)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理方式的不同來(lái)進(jìn)行分類。在數(shù)據(jù)采集方式上, 不同的算法需要采集的信息有所側(cè)重, 如距離、角度、時(shí)間或周圍錨節(jié)點(diǎn)的信息, 其目的都是采集與定位相關(guān)的數(shù)據(jù), 并使其成為定位計(jì)算的基礎(chǔ)。在信息處理方式上, 無(wú)論是自身處理還是上傳至其他處理器處理, 其目的都是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為坐標(biāo), 完成定位功能。目前比較普遍的分類方法有3 種: 1) 依據(jù)距離測(cè)量與否可劃分為: 測(cè)距算法和非測(cè)距算法。其中測(cè)距法是對(duì)距離進(jìn)行直接測(cè)量, 非測(cè)距法依靠網(wǎng)絡(luò)連通度實(shí)現(xiàn)定位, 測(cè)距法的精度一般高于非測(cè)距法, 但測(cè)距法對(duì)節(jié)點(diǎn)本身硬件要求較高,在某些特定場(chǎng)合, 如在一個(gè)規(guī)模較大且錨節(jié)點(diǎn)稀疏的網(wǎng)絡(luò)中, 待定位節(jié)點(diǎn)無(wú)法與足夠多的錨節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信測(cè)距, 普通測(cè)距方法很難進(jìn)行定位, 此時(shí)需要考慮用非測(cè)距的方式來(lái)估計(jì)節(jié)點(diǎn)之間的距離,兩種算法均有其自身的局限性; 2) 依據(jù)節(jié)點(diǎn)連通度和拓?fù)浞诸惪蓜澐譃椋?單跳算法和多跳算法。單跳算法較多跳算法來(lái)說(shuō)更加的簡(jiǎn)便易行, 但是存在著可測(cè)量范圍過(guò)小的問(wèn)題, 多跳算法的應(yīng)用更為廣泛, 當(dāng)測(cè)量范圍較廣導(dǎo)致兩個(gè)節(jié)點(diǎn)無(wú)法直接通信的情況較多時(shí), 需要多跳通信來(lái)解決; 3) 依據(jù)信息處理的實(shí)現(xiàn)方式可劃分為: 分布式算法和集中式算法。以監(jiān)測(cè)和控制為目的算法因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)要在數(shù)據(jù)中心匯總和處理, 大多使用集中式算法, 其精度較高, 但通信量較大。分布式算法是傳感器節(jié)點(diǎn)在采集周圍節(jié)點(diǎn)的信息后, 在其自身的后臺(tái)執(zhí)行定位算法, 該方法可以降低網(wǎng)絡(luò)通信量, 但目前節(jié)點(diǎn)的能量、計(jì)算能力及存儲(chǔ)能力有限, 復(fù)雜的算法難以在實(shí)際平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)。 普遍認(rèn)為基于測(cè)距和非測(cè)距的算法分類更為清晰, 本文以其為分類原則介紹主要的WSN 定位方法。此外, 由于目前非測(cè)距算法大多為理論研究, 且實(shí)用性較差, 因此, 本文將著重介紹基于測(cè)距的定位方法。 A、 基于測(cè)距的算法 基于測(cè)距的算法通常分為2個(gè)步驟, 首先利用某種測(cè)量方法測(cè)量距離(或角度), 接著利用測(cè)得的距離(或角度)計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。下面分別進(jìn)行介紹。 1. 距離的測(cè)量方法 本節(jié)將詳細(xì)說(shuō)明3 種主流的測(cè)量方法, *種是基于時(shí)間的方法, 包括基于信號(hào)傳輸時(shí)間的方法(time of arrival, TOA)和基于信號(hào)傳輸時(shí)間差的方法(time difference of arrival, TDOA); 第二種是基于信號(hào)角度的方法(angle of arrival, AOA); 第三種是基于信號(hào)接收信號(hào)強(qiáng)度的方法(received signal strengthindicator, RSSI)方法。下面分別進(jìn)行介紹。 1) 基于時(shí)間的方法 a. 基于信號(hào)傳輸時(shí)間的方法: TOA 技術(shù)通過(guò)測(cè)量信號(hào)的傳播時(shí)間來(lái)計(jì)算距離,該技術(shù)可分為單程測(cè)距和雙程測(cè)距, 單程測(cè)距即信號(hào)只傳輸一次, 雙程測(cè)距即信號(hào)到達(dá)后立即發(fā)回。前者需要兩個(gè)通信節(jié)點(diǎn)之間具有嚴(yán)格的時(shí)間同步, 后者則不需要時(shí)間同步, 但是本地時(shí)鐘的誤差同樣會(huì)造成很大的距離偏差。zui典型的應(yīng)用就是GPS 定位系統(tǒng)。 優(yōu)點(diǎn): 測(cè)量方法簡(jiǎn)單且能取得較高的定位精度。 缺點(diǎn): Ⅰ。 計(jì)時(shí)難。通常傳感節(jié)點(diǎn)之間通信都采用無(wú)線電信號(hào), 由于無(wú)線電的傳輸速度非常快,而傳感節(jié)點(diǎn)之間的距離又較小, 這使得計(jì)算發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間的信號(hào)傳輸時(shí)間非常困難。因此利用此技術(shù)定位的節(jié)點(diǎn)需要采用特殊硬件來(lái)產(chǎn)生用于發(fā)送和接收的慢速無(wú)線信號(hào)。Ⅱ。 高精度同步難。 有些算法還需要接收節(jié)點(diǎn)和發(fā)送節(jié)點(diǎn)之間具有嚴(yán)格的時(shí)間同步, 時(shí)間同步的問(wèn)題現(xiàn)在也是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)研究熱點(diǎn)并且沒(méi)有完*, 這也限制了算法的實(shí)用性。Ⅲ。 易受噪聲影響。在空間傳輸?shù)男盘?hào)會(huì)受到各種噪聲的影響, 所以即使在不同的測(cè)量中得到了相同的信號(hào)傳輸時(shí)間也不能斷定這兩次測(cè)量中的發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)間的距離是相同的。 zui早的TOA 距離估計(jì)算法是在非時(shí)間同步網(wǎng)絡(luò)中利用對(duì)稱雙程測(cè)距協(xié)議進(jìn)行測(cè)量的。之后, 單邊測(cè)距方法在后續(xù)的研究中被提出, 如Harter 開(kāi)發(fā)的Active Bat 定位系統(tǒng)[10], 它由一系列固定在網(wǎng)格中的節(jié)點(diǎn)組成。固定節(jié)點(diǎn)從移動(dòng)節(jié)點(diǎn)中接收超聲波, 并通過(guò)TOA 算法計(jì)算到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的距離, 在通信范圍30 m 左右的情況下, 其定位精度達(dá)到9 cm, 相對(duì)精度9.3%。但TOA 只有在視距(line-of-sight, LOS)的情況下才比較, 在非視距(none line-of-sight, NLOS)情況下, 隨著傳播距離的增加測(cè)量誤差也會(huì)相應(yīng)增大。綜述了在視距和非視距情況下多種TOA 距離估計(jì)方法所需要的復(fù)雜度, 先驗(yàn)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。Hangoo Kang 等人在多徑環(huán)境下利用基于啁啾展頻技術(shù)(chirp spread spectrum, CSS) 和對(duì)稱雙邊雙向測(cè)距技術(shù)(symmetric double sided two-wayranging, SDS-TWR) 的TOA 定位系統(tǒng)中提出了誤差補(bǔ)償算法, 取得了較好的定位效果, 在此基礎(chǔ)上Andreas Lewandowski 等人提出了一種加權(quán)的TOA 算法, 該算法應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境下, 可提高系統(tǒng)容錯(cuò)性, 降低自身對(duì)測(cè)距系統(tǒng)的干擾, 在7 m×24.5 m 的范圍內(nèi), 測(cè)距誤差小于3 m。 b. 基于信號(hào)傳輸時(shí)間差的方法: TDOA 測(cè)距技術(shù)廣泛應(yīng)用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位方案中。通常在節(jié)點(diǎn)上安裝超聲波收發(fā)器和射頻收發(fā)器, 測(cè)距時(shí)錨節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送超聲波和電磁波,接收節(jié)點(diǎn)通過(guò)兩種信號(hào)到達(dá)時(shí)間差來(lái)計(jì)算兩點(diǎn)之間距離。 優(yōu)點(diǎn): 在LOS 情況下能取得較高的定位精度。 缺點(diǎn): Ⅰ。 硬件需求較高。傳感節(jié)點(diǎn)上必須附加特殊的硬件聲波或超聲波收發(fā)器, 這會(huì)增加傳感節(jié)點(diǎn)的成本; Ⅱ。 傳輸信號(hào)易受環(huán)境影響。聲波或者超聲波在空氣中的傳輸特性和一般的無(wú)線電波不同,空氣的溫度、濕度或風(fēng)速都會(huì)對(duì)聲波的傳輸速度產(chǎn)生較大的影響, 這就使得距離的估計(jì)可能出現(xiàn)一定的偏差, 使用超聲波與RF 到達(dá)時(shí)間差的測(cè)距范圍為5~7 m, 實(shí)用性不強(qiáng), 且超聲波傳播方向單一, 不適合面向多點(diǎn)傳播; Ⅲ。 應(yīng)用場(chǎng)合單一。測(cè)距的前提是發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間沒(méi)有障礙物阻隔, 在有障礙物的情況下會(huì)出現(xiàn)聲波的反射、折射和衍射, 此時(shí)得到的實(shí)際傳輸時(shí)間將變大, 在這種傳輸時(shí)間下估算出的距離也將出現(xiàn)較大的誤差。 由MIT 開(kāi)發(fā)出的Cricket 室內(nèi)定位系統(tǒng)zui早采用了RF 信號(hào)與超聲波信號(hào)組合的TDOA測(cè)距技術(shù), 在2 m×2 m×2.5 m 的范圍內(nèi), 該系統(tǒng)定位精度在10 cm以下, 現(xiàn)已成為Crossbow 的商業(yè)化產(chǎn)品。加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的Medusa 節(jié)點(diǎn)在AHLos定位系統(tǒng)之間傳輸距離為3 m 左右時(shí), 測(cè)距精度能夠達(dá)到厘米級(jí)別。加州大學(xué)伯克利分校開(kāi)發(fā)的Calamari定位系統(tǒng)均采用TDOA 超聲波測(cè)距, 在144 m2 的區(qū)域部署49 個(gè)節(jié)點(diǎn), 平均定位誤差達(dá)到0.78 m, 文獻(xiàn)對(duì)于聲波收發(fā)器的方向單一性問(wèn)題, 給出了兩種解決方法: 一是將多個(gè)傳感器調(diào)整成向外發(fā)射的形狀; 二是在節(jié)點(diǎn)的平面上使用金屬圓錐來(lái)均勻地傳播和收集聲波能量。結(jié)合TDOA 測(cè)距機(jī)制和NTP 協(xié)議時(shí)間同步原理, 一些學(xué)者提出了時(shí)間同步與節(jié)點(diǎn)測(cè)距混合算法, 結(jié)合基于到達(dá)時(shí)間差的測(cè)距機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議中的時(shí)鐘同步機(jī)制, 通過(guò)逆推時(shí)間非同步情況下相互測(cè)距的意義, 不僅能實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步, 還可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)測(cè)距甚至測(cè)距。 基于時(shí)間的定位方法的定位精度雖高, 但從上面的例子中可以看出其測(cè)距距離較短, 且附加的硬件將增加節(jié)點(diǎn)的體積和功耗, 不適于實(shí)際應(yīng)用。 2) 基于信號(hào)到達(dá)角度的方法 AOA 測(cè)距技術(shù)依靠在節(jié)點(diǎn)上安裝天線陣列來(lái)獲得角度信息。由于大部分節(jié)點(diǎn)的天線都是全向的, 無(wú)法區(qū)分信號(hào)來(lái)自于哪個(gè)方向。因此該技術(shù)需要特殊的硬件設(shè)備如天線陣列或有向天線等來(lái)支持。 優(yōu)點(diǎn): 能夠取得不錯(cuò)的精度。 缺點(diǎn): 傳感節(jié)點(diǎn)zui耗能的部分就是通信模塊,所以裝有天線陣列的節(jié)點(diǎn)的耗能、尺寸以及價(jià)格都要超過(guò)普通的傳感節(jié)點(diǎn), 與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)低成本和低能耗的特性相違背, 所以實(shí)用性較差。 關(guān)于AOA 定位的文獻(xiàn)比較少,zui早提出在室內(nèi)采集方向信息, 并以此實(shí)現(xiàn)定位的方法,它的硬件部分包括微控制器、RF 接收器、5 個(gè)排成“V”型的超聲波接收器, 其測(cè)量誤差精度為5°。隨后, 一些學(xué)者提出了在只有部分節(jié)點(diǎn)有定位能力的情況下確定所有節(jié)點(diǎn)的方向和位置信息的算法。 3) 基于接收信號(hào)強(qiáng)度的方法 RSSI 是在已知發(fā)射功率的前提下, 接收節(jié)點(diǎn)測(cè)量接收功率, 計(jì)算傳播損耗, 并使用信號(hào)傳播模型將損耗轉(zhuǎn)化為距離。 優(yōu)點(diǎn): 低成本。每個(gè)無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)都具有通信模塊, 獲取RSSI 值十分容易, 無(wú)需額外硬件。 缺點(diǎn): 1) 錨節(jié)點(diǎn)數(shù)量需求多。由于RSSI 值在實(shí)際應(yīng)用中的規(guī)律性較差, 使得利用RSSI 信息進(jìn)行定位的算法在定位精度以及實(shí)用性上存在缺陷。所以為了達(dá)到較高的定位精度, 利用RSSI 信息進(jìn)行定位的算法通常需要較多數(shù)量的錨節(jié)點(diǎn)。2) 多路徑反射、非視線問(wèn)題等因素都會(huì)影響距離測(cè)量的精度。 早期的RSSI 距離測(cè)量方法有Hightower 等人設(shè)計(jì)的室內(nèi)定位SpotON tags 系統(tǒng), 通過(guò)RSSI 方法來(lái)估計(jì)兩點(diǎn)間的距離, 通過(guò)節(jié)點(diǎn)間的相互位置來(lái)進(jìn)行定位, 在邊長(zhǎng)3 m 的立方體內(nèi), 其定位精度在1 m 以內(nèi)。目前, 基于RSSI 值的距離測(cè)量方法可以分為2 種, 一種是需要預(yù)先測(cè)試環(huán)境信息的方法, 即在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前, 對(duì)定位的區(qū)域進(jìn)行大量的RSSI 值測(cè)試,將不同點(diǎn)得到的RSSI 值保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中, 建成場(chǎng)強(qiáng)圖或擬合曲線, 在實(shí)際測(cè)試時(shí)查詢和調(diào)用。另外一種是無(wú)需預(yù)先測(cè)試環(huán)境信息的方法, 直接在定位區(qū)域進(jìn)行節(jié)點(diǎn)布置和定位, 如雙曲線模型法,迭代的分布式算法, 結(jié)合露珠洪泛思想引入RSSI 機(jī)制的HCRL(hop-count-ratio based localization)算法等。 總體來(lái)說(shuō), 需要預(yù)先測(cè)試環(huán)境參數(shù)的方法在實(shí)際定位中計(jì)算量小, 這類方法只需要簡(jiǎn)單的查表或根據(jù)擬合曲線進(jìn)行計(jì)算, 其缺點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)前需要做大量的準(zhǔn)備工作, 而且一旦環(huán)境改變則預(yù)先建立的模型將不再適用。無(wú)需預(yù)先測(cè)試環(huán)境參數(shù)的方法需要定位引擎的計(jì)算操作, 往往具有復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程,但適應(yīng)性較強(qiáng)。 以上幾種測(cè)距方法各有利弊, 以2009 年發(fā)表的基于測(cè)距法的文獻(xiàn)來(lái)看, 研究RSSI 方法的大約占了以上幾種方法總數(shù)的52%, TOA 方法25%, TDOA 方法13%和AOA 方法10%, 其比例圖如圖1 所示, 從實(shí)用性的角度來(lái)看, 基于RSSI 的定位方法更簡(jiǎn)便易行, 因此, 基于RSSI 測(cè)距方法的研究占基于測(cè)距算法研究總數(shù)的一半以上。