無線傳感器網絡節點定位技術的研究

巢喜劍

（江西工程學院，江西 新余 338000）

1 無線傳感器網絡的發展概述

無線傳感器網絡是由眾多微型傳感器節點組成的多跳的字組織網絡系統，這些類似傳感器節點分布在監測區域里并以無線的方式進行通信，設置網絡的目的是為了更好的傳感、收集和集中處理網絡覆蓋范圍里監測目標的信息，并及時傳達至客戶。起初進行無線傳感器網絡技術應用開發的國家是歐美，后歐盟發展基金組織設立了很多相關項目，并進行開發和應用。伴著無線傳感器網絡技術的大步發站，其使用到的范圍：軍工方面、環保節能、現代與智能農業、智能交通、醫療器械等，從而我們都可在anytim e、anyw here便捷能夠獲取有用和有效的信息，結果都將會是一種“四處都有”的傳感智能技術。

近幾年，物聯網（In ternet of Things，IoT）概念的提出引起了各國的高度關注。而我國就在1998年之前就著手開發物聯網技術——傳感器/傳感網技術，在傳感網的世界里面，美國和中國都是標準和安全的制定者。2009年8月，溫家寶同志指出，“在我國傳感網發展過程中，要更早一點策劃將來，提早一點突破國外核心技術”。在今年兩會上，把物聯網作為為國家層次發展重點，無線傳感器網絡發展的春天和機遇已經到來。

2 無線傳感器網絡的特征

作為一般客戶而言，無線傳感器網絡通常包括多傳感器的節點（senso r node）、網關節點/新宿節點（sink node）和客戶終端（user term inal）。這些節點都是通過飛機空中散發或手動部署等形式，很多節點都是布置在監測區域。

現階段，無線網絡可以分為兩部分：第一部分是有基礎設備的網絡，需要固定基站，如無線zigbee網；第二部分是無線Ad Hoc網絡，也叫做無基礎設備的網絡，節點是不固定的，分散的。無線Ad Hoc網絡包括終端快速移動Ad Hoc網絡和節點緩慢和靜止的無線傳感器網絡。當然，無線傳感器網主要包涵直接拓撲、多幀路由、靈敏和周期時令受限等特性，另外還一些重要特性：

1）網絡應用廣、集成度高。監測一個地點范圍，添加成以萬計的節點集中活動在四周，感應更加領面，并且路由以數據為中心。

2）資源稀缺。因為價格、設備大小、軟件等指標，傳感器節的信息、傳輸距離、數據處理能力都在一定參考范圍內。

3）抗干擾能力差，穩定性不高。在環境惡劣的情況下很多無線網絡中的傳感器都在工作，又是節點集成度比較集中，環境差異干擾和節點間距干擾更強。所以，無線傳感器網絡的開發設計制定一定要有很強的抗干擾性和穩定性。

3 無線傳感器網絡的關鍵技術及分析

無線傳感器網絡是如今信息世界的熱點話題，其最主要包涵：物聯網技術、傳感器技術、信息技術等。以至于非常多得關鍵技術正在研究和改進。這些技術主要有：無線網絡傳感技術、物聯網技術和核心應用技術。其中核心應用技術可以細分為：自組控制、網絡應用安全、數據整合、節點定位等。

3.1 自組控制

經典的自組控制是指很多節點經過某一特定的機制按照一定的規律自發的夠成一個互聯網絡。因為無線傳感器的網絡應用廣、集成度高，節點密集布置，導致無線傳感器網絡自組控制技術應該更智能和穩定。

3.2 網絡應用安全

無線傳感器網絡的前提是網絡，其中網絡應用衍生出來的安全問題包括聯網安全威脅和人為或物里攻擊的安全威脅，比方說：黑客破壞傳輸服務器使其癱瘓，或者間接改變網絡站點的性能指標參數。

3.3 數據整合

數據是無線傳感器網絡的中心，所以要及時處理傳輸的數據，而不是轉發數據。數據整合是指將把不同類別的多種數據按照一定要求進行傳輸和預處理，從而獲取客戶有用的實時數據。

3.4 定位技術

無線傳感器網絡的最關鍵技術就是定位技術，所涉及的應用層面很廣，預判斷節點坐標位置也是一方面。從應用層面來分，無線傳感器網絡的定位主要有節點定位和目標定位，節點定位是自身網絡應用技術，目標定位是無線傳感器頂層應用的。

定位技術在無線傳感器網絡中得到的應用非常大，起到了根本作用，分析因素如下：

1）感知層的數據采集，利用傳感裝置隨時隨地了解目標位置的變化。例如，海嘯預警需要準確采集爆發地點和時間；通過衛星尋找目標節點，以此來計算出更精確地位置和信息等。

2）任務管理和狀態管理，使用無線網絡讓傳感器節點采集和處理的信息組成一個任務和狀態結構圖，如上圖1所示，及時跟新數據和信息。對節點任務比較多的范圍和狀態不穩定的目標進行跟蹤分析和反應處理。

3）節點的定位是無線傳感器網絡的正常運行的前提。就如汽車導航是在無線或者本地設備的情況下對路況信息進行數據的分析和傳送，但是其作為節點的位置很重要。其次，網絡使用周期可以通過優化冗余節點的位置來延長。

4 結束語

縱橫眼下熱點之信息現代化的實現，無線傳感器網絡正走進千家萬戶，它的應用前景包羅萬象，猶如智能農業、智能家居、環保醫療、軍事交通等。無線傳感器網絡的核心技術是節點定位，目前已經出現了很多節點定位的研究方法，但出于其定位目標差異、集成度高或資源稀缺以及干擾強等缺點，總之有關節點定位的改進研究還有待提高和加強。

[1] 崔遜學，左從菊.無線傳感器網絡簡明教程[M] .北京：清華大學出版社，2009.

[2] 孫雨耕，張靜，孫永進，等.無線自組傳感器網絡[J] . 傳感技術學報，2004，2：114-124