【導讀】定位是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中的一個(gè)重要的研究方向，定位算法的優(yōu)劣直接影響著(zhù)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )在實(shí)際應用中是否可行。測量的數據不同以及使用的坐標計算方法的不同導致了各種不同的定位算法的產(chǎn)生。
質(zhì)心定位算法是通過(guò)計算發(fā)送信息的錨節點(diǎn)所組成的多邊形的質(zhì)心做為未知節點(diǎn)的坐標位置的一種算法。質(zhì)心算法基于網(wǎng)絡(luò )連通性對未知節點(diǎn)進(jìn)行定位，無(wú)需錨節點(diǎn)與未知節點(diǎn)進(jìn)行協(xié)同操作，是一種非常簡(jiǎn)單而且易于實(shí)現的定位算法，對于那些對定位精度要求不高的應用，質(zhì)心算法是一個(gè)很好的定位方法。
DV-Hop算法的基本思想是先獲得未知節點(diǎn)與錨節點(diǎn)的跳數，然后計算網(wǎng)絡(luò )平均每跳的距離，再通過(guò)跳數與平均每跳的距離的乘積得到未知節點(diǎn)與錨節點(diǎn)的距離，最后，通過(guò)未知節點(diǎn)與至少3個(gè)錨節點(diǎn)之間的距離得到未知節點(diǎn)的位置坐標。DV-Hop定位算法是一種無(wú)需測距技術(shù)的、完全基于節點(diǎn)密度的、適用于密集部署的各向同性網(wǎng)絡(luò )的定位算法。
MDS-MAP定位算法的基本思想是先從全局角度生成網(wǎng)絡(luò )拓撲連通圖，當節點(diǎn)有測距能力時(shí)，用測距結果作為每條邊的值，否則，用所有邊賦值為1,表示僅有連通性信息，生成節點(diǎn)間距矩陣。然后用多維標度技術(shù)MDS（MultidimensionalScaling）生成網(wǎng)絡(luò )的相對坐標系統，最后，使用不在同一直線(xiàn)的n+1個(gè)錨節點(diǎn)信息把n維的相對坐標系統轉化為絕對坐標系統。
分簇算法把網(wǎng)絡(luò )中的傳感器節點(diǎn)組織成簇的形式，只在一個(gè)簇范圍內傳輸信息，不需要把控制消息傳遍整個(gè)網(wǎng)絡(luò )，可以有效地減少網(wǎng)絡(luò )的能量消耗。
簇成員的功能比較簡(jiǎn)單，不需要維護復雜的路由信息，具有很好的可擴充性。
簇頭節點(diǎn)由簇頭選舉算法選舉產(chǎn)生，能根據網(wǎng)絡(luò )拓撲的變化動(dòng)態(tài)分簇，具有很強的抗毀性和魯棒性。但是分簇算法中的簇頭選擇算法復雜度較高，而且簇頭節點(diǎn)還可能會(huì )成為網(wǎng)絡(luò )的瓶頸，從而影響網(wǎng)絡(luò )的能量消耗和定位效率。
改進(jìn)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)定位算法
分簇算法的定位精度較高，但是其計算量也較大，用RSSI測距方法定位卻不夠精確。首先，把無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )劃分成多個(gè)區域，然后在每個(gè)區域內使用RSSI測距方法，通過(guò)多個(gè)錨節點(diǎn)計算未知節點(diǎn)的位置，最后，計算多個(gè)結果求出平均值最為最后的定位結果。
網(wǎng)絡(luò )區域的劃分是按照錨節點(diǎn)的距離為依據的，先計算網(wǎng)絡(luò )中所有錨節點(diǎn)之間的距離，選擇最近的幾個(gè)錨節點(diǎn)作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò )區域，在該區域內的未知節點(diǎn)就用這些錨節點(diǎn)來(lái)定位。用RSSI測距方法測量未知節點(diǎn)與范圍內的錨節點(diǎn)的距離，用極大似然估計法計算未知節點(diǎn)的位置，并存儲于該節點(diǎn)中。最后，計算存儲在未知節點(diǎn)中的多個(gè)坐標數據的平均值，把平均坐標值作為節點(diǎn)的最終坐標。
對于網(wǎng)絡(luò )邊界的未知普通節點(diǎn)，它們周?chē)腻^節點(diǎn)數量較少，不適于上面的方法?？梢酝ㄟ^(guò)它們周?chē)呀?jīng)定位的普通節點(diǎn)來(lái)定位網(wǎng)絡(luò )邊界節點(diǎn)，把這些已經(jīng)知道位置的普通節點(diǎn)看成上面方法中的錨節點(diǎn)，使用上面的步驟完成定位。
算法的具體步驟：
（1）計算網(wǎng)絡(luò )中錨節點(diǎn)之間的距離，并存儲離它較近的幾個(gè)錨節點(diǎn)的信息。
（2）以幾個(gè)錨節點(diǎn)為邊界劃分定位區域，錨節點(diǎn)的個(gè)數決定越多定位精度越高。
（3）在每個(gè)區域內，使用RSSI方法測量未知節點(diǎn)與幾個(gè)錨節點(diǎn)的距離。
（4）通過(guò)極大似然估計法計算未知節點(diǎn)的位置坐標，并把數據保存在未知節點(diǎn)中。
（5）對要定位的未知節點(diǎn)重復（3）（4）步驟。
（6）對網(wǎng)絡(luò )中每個(gè)區域中要定位的節點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行（3）（4）（5）步驟。
（7）網(wǎng)絡(luò )中每個(gè)未知節點(diǎn)對本身存儲的多個(gè)坐標計算平均值，把平均坐標值更新為該節點(diǎn)的最新坐標值。
（8）處理網(wǎng)絡(luò )的邊界未知節點(diǎn)。
