大规模三维传感网分布式定位算法研究

In practice, large scale wireless sensor networks are more likely applied into complex three dimensional scenarios (terrain area, undersea, carbon monitoring etc.). Network topology become more dynamic and unstructured, the density and scale of the network can be more complex, where traditional plane localization techniques cannot able to address these challenges. The three dimensional localization algorithms can result in high algorithm complexity, considering the cost and energy management. ..In this work, we propose a distributed 3-D localization algorithm for a large scale WSN. The main contents of this proposal includes: 3-D network topology research, network segmentation study and distributed localization algorithm. The network topology will be studied, and divided into several structural segments. Several range-based techniques will be examined to setup a hybrid localization metrics with range-free techniques to optimize the algorithm accuracy. The merge of all the subnets will be studied as well. An actual test bed will be built to verify proposed algorithm according to the results..

规模型三维无线传感网在实际应用中，呈现分布非均匀、非确定性严重等复杂特性，导致网络节点严重依赖硬件、非测距模型失效、算法定位性能不稳定，为实现定位带来了严峻挑战。 本课题就是计划提出一个针对规模化部署的三维无线传感网络分布式定位算法并用硬件进行系统实现。主要的研究内容包括：三维网络拓扑形态研究；网络结构化分段策略研究；三维分布式定位算法研究。通过对三维网络拓扑特征的分析研究，确定网络结构化分段策略，为分布式定位算法提供思路，优化定位算法的计算复杂度；并设计混合式的定位参数来获取比较理想的定位精度。在理论研究的基础上，还将通过搭建具体的测试平台来评估算法性能，并根据实际结果对方案进行修正。本课题的成果将克服传统三维定位方法的局限，探索三维规模型无线网络分布式定位方法，具有一定的科学意义和应用价值。

规模型三维无线传感网的精准定位是当今众多物联网应用相关系统中的关键基础。本课题从三维网络拓扑形态、网络结构化分段策略、三维分布式定位算法三个方面展开了广泛的研究，提出了一系列针对规模化部署的三维无线传感网络定位算法。通过对三维网络拓扑特征的分析研究，尝试不同的网络结构化分段策略，为分布式定位算法提供思路；并在此基础上通过拓扑特征来优化定位算法的计算复杂度； 与此同时，课题组还通过设计混合式的定位参数来提升定位精度。在理论研究的基础上，通过搭建具体的测试平台来验证算法性能。. 通过本项目的研究，积累了定位系统相关研究领域的技术力量，培养了一支在无线传感网定位领域理论和应用方面的科研团队；项目成果克服了传统三维定位方法的局限，探索三维规模型无线网络分布式定位方法中的网络划分问题，并分析了信标节点、网络特殊边界节点等特殊节点与网络定位之间的关系，具有一定的科学意义和应用价值。