无线节点定位技术 PPT
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无线传感器节点定位技术
智能家居
用于家庭安全监控、智能控制家电设备、智能照 明等领域，提高生活便利性和舒适度。
无线传感器节点定位技术的发展历程
初始阶段
20世纪90年代末期，无线传感器网络技术开始兴起，研究者开始探 索如何利用无线传感器网络进行定位。
发展阶段
进入21世纪，随着无线通信技术、嵌入式计算技术、微电子技术的 不断发展，无线传感器节点定位技术得到了快速发展和应用。
人工智能与机器学习在定位中的应用
总结词
人工智能和机器学习技术在无线传感器节点定位中具有 巨大的应用潜力。未来，这些技术将进一步提高定位精 度和稳定性，同时降低能耗。
详细描述
随着人工智能和机器学习技术的发展，这些技术将被广 泛应用于无线传感器节点定位中。例如，通过机器学习 算法对历史数据进行训练和学习，可以预测节点的位置 ，提高定位精度和稳定性。此外，利用人工智能技术还 可以实现自适应能耗管理，根据实际需求调整节点的功 耗，延长节点的工作时间。
无线传感器节点定位技术
汇报人： 日期:
目录
• 无线传感器节点定位技术概述 • 无线传感器节点定位技术的基
本原理 • 无线传感器节点定位技术的实
现方式
目录
• 无线传感器节点定位技术的挑 战与解决方案
• 无线传感器节点定位技术的未 来展望
01
无线传感器节点定位技术概述
定义与特点
定义
无线传感器节点定位技术是一种利用无线传感器网络中的节点相互协作，通过 接收和测量信号强度、时间差、相位差等参数，确定节点之间相对位置关系， 最终确定目标节点位置的方法。
基于到达角度的定位
总结词
通过测量无线信号到达节点的方向，利用几何关系确定发射源位置。
详细描述
用于家庭安全监控、智能控制家电设备、智能照 明等领域，提高生活便利性和舒适度。
无线传感器节点定位技术的发展历程
初始阶段
20世纪90年代末期，无线传感器网络技术开始兴起，研究者开始探 索如何利用无线传感器网络进行定位。
发展阶段
进入21世纪，随着无线通信技术、嵌入式计算技术、微电子技术的 不断发展，无线传感器节点定位技术得到了快速发展和应用。
人工智能与机器学习在定位中的应用
总结词
人工智能和机器学习技术在无线传感器节点定位中具有 巨大的应用潜力。未来，这些技术将进一步提高定位精 度和稳定性，同时降低能耗。
详细描述
随着人工智能和机器学习技术的发展，这些技术将被广 泛应用于无线传感器节点定位中。例如，通过机器学习 算法对历史数据进行训练和学习，可以预测节点的位置 ，提高定位精度和稳定性。此外，利用人工智能技术还 可以实现自适应能耗管理，根据实际需求调整节点的功 耗，延长节点的工作时间。
无线传感器节点定位技术
汇报人： 日期:
目录
• 无线传感器节点定位技术概述 • 无线传感器节点定位技术的基
本原理 • 无线传感器节点定位技术的实
现方式
目录
• 无线传感器节点定位技术的挑 战与解决方案
• 无线传感器节点定位技术的未 来展望
01
无线传感器节点定位技术概述
定义与特点
定义
无线传感器节点定位技术是一种利用无线传感器网络中的节点相互协作，通过 接收和测量信号强度、时间差、相位差等参数，确定节点之间相对位置关系， 最终确定目标节点位置的方法。
基于到达角度的定位
总结词
通过测量无线信号到达节点的方向，利用几何关系确定发射源位置。
详细描述
UWB定位技术PPT课件
21
6.2.1 UWB的定位方法
基于接收信号时间法是由接收信号的传播时间来估计 距离。相对于前两种方法，TOA方法有着不可比拟的优势：它 的定位精度最高，可以充分利用UWB超宽带宽的优势，而且最 能体现出UWB信号时间分辨率高的特点，有关TOA定位方法的基 本内容已在3.2.1节论述过，在此不作赘述。由于TOA方法是雷 达领域使用最为普遍的距离估计方法，术语“TOA”也经常跟 “测距”互换使用。关于在UWB中使用TOA法定位的具体过程， 将在下面几小节进行详细讨论。
5
6.1.1 UWB的定义
UWB的定义经历了以下三个阶段。 第一阶段：1989年前，UWB信号主要是通过发射极短脉 冲获得，这种技术广泛用于雷达领域并使用脉冲无线电这个术 语，属于无载波技术。 第二阶段：1989年，美国国防高级研究计划署（DARPA ，Defense Advanced Research Projects Agency）首次使用 UWB这个术语，并规定若一个信号在衰减20dB处的绝对带宽大 于1.5GHz或相对带宽大于25%，则这个信号就是UWB信号。
或相关最大值的时刻作为估计值。由于多径的存在，使相 关峰值的位置有了偏移，从而估计值与实际值之间存在很 大误差 。
26
SUCCESS
THANK YOU
2019/8/9
6.2.3 基于时间的UWB测距技术的主要误差来源
• 非视距传播（NLOS） 视距（LOS）传播是得到准确的信号特征测量值的必要
条件，当两个点之间不存在直接传播路径时，只有信号的 反射和衍射成分能够到达接收端，此时第一个到达的脉冲 的时间不能代表TOA的真实值，存在非视距误差。
图6-3 双程测距图解
23
6.2.2 基于时间的UWB测距技术
6.2.1 UWB的定位方法
基于接收信号时间法是由接收信号的传播时间来估计 距离。相对于前两种方法，TOA方法有着不可比拟的优势：它 的定位精度最高，可以充分利用UWB超宽带宽的优势，而且最 能体现出UWB信号时间分辨率高的特点，有关TOA定位方法的基 本内容已在3.2.1节论述过，在此不作赘述。由于TOA方法是雷 达领域使用最为普遍的距离估计方法，术语“TOA”也经常跟 “测距”互换使用。关于在UWB中使用TOA法定位的具体过程， 将在下面几小节进行详细讨论。
5
6.1.1 UWB的定义
UWB的定义经历了以下三个阶段。 第一阶段：1989年前，UWB信号主要是通过发射极短脉 冲获得，这种技术广泛用于雷达领域并使用脉冲无线电这个术 语，属于无载波技术。 第二阶段：1989年，美国国防高级研究计划署（DARPA ，Defense Advanced Research Projects Agency）首次使用 UWB这个术语，并规定若一个信号在衰减20dB处的绝对带宽大 于1.5GHz或相对带宽大于25%，则这个信号就是UWB信号。
或相关最大值的时刻作为估计值。由于多径的存在，使相 关峰值的位置有了偏移，从而估计值与实际值之间存在很 大误差 。
26
SUCCESS
THANK YOU
2019/8/9
6.2.3 基于时间的UWB测距技术的主要误差来源
• 非视距传播（NLOS） 视距（LOS）传播是得到准确的信号特征测量值的必要
条件，当两个点之间不存在直接传播路径时，只有信号的 反射和衍射成分能够到达接收端，此时第一个到达的脉冲 的时间不能代表TOA的真实值，存在非视距误差。
图6-3 双程测距图解
23
6.2.2 基于时间的UWB测距技术
无线传感器网络原理及应用第4章定位技术ppt课件
(
x1
(
x1
x)2 x)2
( y1
(y2
y)2 y)2
ρ12 ρ22
(xn x)2 ( yn y)2 ρn2
(4-3)
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
X(ATA)1ATb
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
第4章 定位技术
4.1.2 定位算法分类 在传感器网络中，根据定位过程中是否测量实际节点间
的距离，把定位算法分为基于距离的(range-based)定位算法 和与距离无关的(range-free)定位算法，前者需要测量相邻节 点间的绝对距离或方位，并利用节点间的实际距离来计算未 知节点的位置；后者无需测量节点间的绝对距离或方位，而 是利用节点间估计的距离计算节点位置。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
第4章 定位技术
4.1 定位技术简介
4.1.1 定位技术的概念、常见算法和分类 1. 无线传感器网络定位技术概念 在传感器网络节点定位技术中，根据节点是否已知自身
标为(x，y)。对于节点A、C和∠ADC，确定圆心为O1(xO1， yO1)、半径为r1的圆，，则
(xO1 x1)2 (yO1 y1)2 r1
(xO1 x2)2 (yO1 y2)2
r1
(x1
x3)2
(y1
《PATMAX定位》课件
安全性
总结词
PATMAX定位系统具备高度的安全性，保障用户数据和隐私的安全。
详细描述
PATMAX定位系统采用了多种安全措施来保障用户数据和隐私的安全。系统采用了加密通信技术和身 份验证机制，防止数据被非法获取和篡改。同时，PATMAX还严格遵守相关法律法规和隐私政策，确 保用户数据的安全和合法性。
详细描述
PATMAX定位系统通过无线通信技术，实现了数据的实时传输和处理。用户可以 通过终端设备实时查看目标的位置信息和移动轨迹，及时掌握目标的动态，提高 管理效率。
高效管理
总结词
PATMAX定位系统提供了高效的管理功能，方便用户对目标 进行管理和调度。
详细描述
PATMAX定位系统不仅提供了基本的位置信息，还通过集成 其他传感器和功能模块，实现了对目标的有效管理和调度。 用户可以通过系统平台对目标进行远程控制和调度，提高了 管理效率和管理水平。
《patmax定位》PATMAX定位系统简介 • PATMAX定位系统优势 • PATMAX定位系统实施流程 • PAT案例分享 • 未来展望与挑战
01
PATMAX定位系统简介
定义与特点
总结词
PATMAX定位系统是一种基于无线信号的定位技术，具有高精度、低成本、易于部署等优点。
应用领域拓展
智能交通
定位技术在智能交通领域的应用 将更加广泛，如自动驾驶、智能
停车等。
智慧城市
通过定位技术，实现城市管理的 智能化，如智能垃圾分类、智能
照明等。
虚拟现实
定位技术将应用于虚拟现实领域 ，为用户提供更加沉浸式的体验
。
面临的挑战与解决方案
1 2 3
隐私保护
随着定位技术的发展，隐私保护成为重要挑战， 需要采取加密、匿名化等技术手段保护用户隐私 。
《无线定位技术》课件
部署与维护
将无线定位技术部署到实际应用场景 中，进行定期维护和更新，保证系统 的稳定性和可靠性。
04
无线定位技术优缺点
无线定位技术的优点
高精度定位
无线定位技术可以提供厘米级 甚至毫米级的定位精度，满足
各种高精度应用需求。
实时性
无线定位技术可以实时获取目 标的位置信息，对于需要快速 响应的应用场景非常有利。
详细描述
无线定位技术可以为公共安全领域提供重要的位置信息支持，例如在火灾、地震等灾害发生时，该技术可以帮助 救援人员快速定位受困人员，提高应急响应速度。同时，该技术还可以用于追踪犯罪嫌疑人，提高案件侦破效率 。
THANKS
感谢观看
无线定位技术在物流行业中的应用
总结词
优化物流配送，提高运营效率
详细描述
无线定位技术可以帮助物流企业实时跟踪货物的位置信息，优化配送路线，提 高物流配送的准确性和及时性。此外，该技术还可以协助企业进行仓储管理， 提高库存周转率，降低运营成本。
无线定位技术在公共安全领域中的应用
总结词
提升应急响应速度，保障公共安全
02
基于距离的定位技 术
包括RSS（接收信号强度）、 AOA（到达角度）和指纹地图匹 配等。
03
混合定位技术
结合基于时间和基于距离的定位 技术，以提高定位精度和可靠性 。
无线定位技术的误差来源
多径效应
由于电磁波在传播过程中会受到 建筑物、树木等障碍物的反射和 折射，导致接收到的信号强度和 相位发生变化，影响定位精度。
困难或无法定位。
高能耗
无线定位技术需要大量的计算 和传输，导致能耗较高，需要
频繁更换或充电电池。
安全问题
无线信号容易被截获或干扰， 存在一定的安全风险。
将无线定位技术部署到实际应用场景 中，进行定期维护和更新，保证系统 的稳定性和可靠性。
04
无线定位技术优缺点
无线定位技术的优点
高精度定位
无线定位技术可以提供厘米级 甚至毫米级的定位精度，满足
各种高精度应用需求。
实时性
无线定位技术可以实时获取目 标的位置信息，对于需要快速 响应的应用场景非常有利。
详细描述
无线定位技术可以为公共安全领域提供重要的位置信息支持，例如在火灾、地震等灾害发生时，该技术可以帮助 救援人员快速定位受困人员，提高应急响应速度。同时，该技术还可以用于追踪犯罪嫌疑人，提高案件侦破效率 。
THANKS
感谢观看
无线定位技术在物流行业中的应用
总结词
优化物流配送，提高运营效率
详细描述
无线定位技术可以帮助物流企业实时跟踪货物的位置信息，优化配送路线，提 高物流配送的准确性和及时性。此外，该技术还可以协助企业进行仓储管理， 提高库存周转率，降低运营成本。
无线定位技术在公共安全领域中的应用
总结词
提升应急响应速度，保障公共安全
02
基于距离的定位技 术
包括RSS（接收信号强度）、 AOA（到达角度）和指纹地图匹 配等。
03
混合定位技术
结合基于时间和基于距离的定位 技术，以提高定位精度和可靠性 。
无线定位技术的误差来源
多径效应
由于电磁波在传播过程中会受到 建筑物、树木等障碍物的反射和 折射，导致接收到的信号强度和 相位发生变化，影响定位精度。
困难或无法定位。
高能耗
无线定位技术需要大量的计算 和传输，导致能耗较高，需要
频繁更换或充电电池。
安全问题
无线信号容易被截获或干扰， 存在一定的安全风险。
无线节点定位技术
基于测距旳定位技术——三边定位法
如图所示，有A、B、C三个基站，因为节点间旳距离测量都是一样旳，这里我们就 假定先测量基站A到目旳节点旳距离。假设基站A到目旳节点D旳距离为d，声波传 播速度为v，在T1时刻基站A发射机发射一种声波信号给目旳节点D，D节点在T2时刻 接受到该声波信号，经过短暂旳处理之后，在T3时刻目旳节点D回送一种声波测距 信号给A节点，在T4时刻A节点接受到该信号。由此能够得出声波信号在介质中传播 旳时间为：
基于测距旳定位技术——三边定位法
3）根据到达时间差测距（Time Difference Of Arrival，TDOA） 在基于到达时间差TDOA旳定位机制中，发射节点同步发射两种不同传 播速度旳无线信号，接受节点根据两种信号到达旳时间差以及已知这两 种信号旳传播速度，计算两个节点之闻旳距离，再经过已经有基本旳定 位算法计算出节点旳位置。
2．实时性 实时性是定位技术旳另外一种关键指标，实时性与位置信息旳更新频率亲密有关， 位置信息更新频率越高，实时性越强
3．能耗 能耗是无线传感器网络独有旳一种衡量指标。在无线传感器网络中，节点旳电能 靠电池来供给，电池是不可替代旳，所以节省能量就成了无线传感器网络中一种 主要旳问题。
另外，还有某些小旳方面来衡量无线传感器网络定位技术旳好坏，如定位技术旳 扩展性、鲁棒性和节点带宽旳占用等。
x1
tan
)
y
(
x2
y2
cot
)
(
x1
y1
cot
)
cot cot
能够计算出待测节点N旳位置坐标(x,y)。这是一种参照节点A和B本身在坐 标系已经矫正旳情形，假如参照点A和B方向没有校正，需要在计算时补偿 方向偏差。
节点定位概述
传感器网络节点定位算法
基于测距的定位算法实现起来比较复杂，首先需要通过TOA、
TDOA、AOA、RSSI等常用的测距技术来测量各个未知节点到信标节 点的绝对距离值。
这个阶段也称为测距阶段。
测距结束后就要进行定位（计算坐标）阶段，即利用测距阶段所得的 节点间的距离或方位等参数来计算出未知节点的位置。
传感器网络节点定位算法
基于测距的定位算法 ：
➢ 三边测量定位法（Trilateration） ➢ 多边定位法（Multilateration） ➢ 三角测量法（Triangulation） ➢ 极大似然估计法（Maximum Likelihood Method） ➢ 角度定位法（Goniometry）等
MDS-MAP定位算法是University of Missouri-Columbia的Yi Shang 等提出来的。
该算法属于集中式定位算法，它是利用节点间的连通信息通过 Dijkstra或Floyd算法生成节点间距矩阵，然后利用多维尺度分析技 术来获得节点间的位置信息。
这个多边形基本上确定了未知节点所在的区域并缩小了未知节点所在 的范围，最后计算这个多边形区域的质心，并将质心作为未知节点的 位置，这样就实现了未知节点的定位。
传感器网络节点定位算法
基于无需测距的定位算法——凸规划定位算法 (Convex Optimization)
➢ 凸规划定位算法的基本原理如图2-5所示
RFID与识别技术
概念描述
定位
➢ 即确定方位、确定某一事物在一定环境中的位置。 ➢ 在无线传感器网络中的定位具有两层意义：
• 其一是确定自己在系统中的位置。 • 其二是系统确定其目标在系统中的位置。
概念描述
在传感器网络的实际应用中：
GPS原理与应用PPT课件
来适应车队管理的需要。
18
最近，越来越多普通消费者买得起的GPS接收器出 现了。随着技术的进步，这些设备的功能越来越完 善，几乎每月都有新的功能出现，但价格在下跌， 尺寸也越来越小了。
消费类GPS手持机的价格从几百元到几千元不等， 它们基本上都有12个并行通道和数据功能。有些甚 至能与便携电脑相连，可以上传/下载GPS信息，并 且使用精确到街道级的地图软件，可以在PC的屏幕 上实时跟踪你的位置或自动导航。
29
6．信号干扰
要给予你一个很好的定位，GPS接收器需要至少 3～5颗卫星是可见的。如果你在峡谷中或者两边高 楼林立的街道上，或者在茂密的丛林里，你可能不 能与足够的卫星联系，从而无法定位或者只能得到 二维坐标。同样，如果你在一个建筑里面，你可能 无法更新你的位置，一些GPS接收器有单独的天线可 以贴在挡风玻璃上，或者一个外置天线可以放在车 顶上，这有助于你的接收器得到更多的卫星信号。
Colorado springs
5 5
Hawaii
Ascencion
Diego Garcia
kwajalein
9
3．GPS信号接收机 GPS 信号接收机的任务是：能够捕获到按
一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号， 并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号 进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从 卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星 所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位 置，甚至三维速度和时间。
在商业领域，消费类GPS主要用在勘测制图， 航空、航海导航，车辆追踪系统，移动计算机 和蜂窝电话平台等方面。
17
勘测制图由一系列的定位系统组成，一般都要求 特殊的GPS设备。
在勘测方面的应用 有：结构和工程勘测、道路测 量和地质研究。收集到的数据可以以后再估算， 也可以在 野外实时使用。制图过程中使用大量的 GIS数据库的数据，还有纸质地图的数据。 许多 商业和政府机构使用GPS设备来跟踪他们的车辆 位置，这一般需要借助无线通信技术。一 些GPS 接收器集成了收音机、无线电话和移动数据终端
18
最近，越来越多普通消费者买得起的GPS接收器出 现了。随着技术的进步，这些设备的功能越来越完 善，几乎每月都有新的功能出现，但价格在下跌， 尺寸也越来越小了。
消费类GPS手持机的价格从几百元到几千元不等， 它们基本上都有12个并行通道和数据功能。有些甚 至能与便携电脑相连，可以上传/下载GPS信息，并 且使用精确到街道级的地图软件，可以在PC的屏幕 上实时跟踪你的位置或自动导航。
29
6．信号干扰
要给予你一个很好的定位，GPS接收器需要至少 3～5颗卫星是可见的。如果你在峡谷中或者两边高 楼林立的街道上，或者在茂密的丛林里，你可能不 能与足够的卫星联系，从而无法定位或者只能得到 二维坐标。同样，如果你在一个建筑里面，你可能 无法更新你的位置，一些GPS接收器有单独的天线可 以贴在挡风玻璃上，或者一个外置天线可以放在车 顶上，这有助于你的接收器得到更多的卫星信号。
Colorado springs
5 5
Hawaii
Ascencion
Diego Garcia
kwajalein
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3．GPS信号接收机 GPS 信号接收机的任务是：能够捕获到按
一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号， 并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号 进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从 卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星 所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位 置，甚至三维速度和时间。
在商业领域，消费类GPS主要用在勘测制图， 航空、航海导航，车辆追踪系统，移动计算机 和蜂窝电话平台等方面。
17
勘测制图由一系列的定位系统组成，一般都要求 特殊的GPS设备。
在勘测方面的应用 有：结构和工程勘测、道路测 量和地质研究。收集到的数据可以以后再估算， 也可以在 野外实时使用。制图过程中使用大量的 GIS数据库的数据，还有纸质地图的数据。 许多 商业和政府机构使用GPS设备来跟踪他们的车辆 位置，这一般需要借助无线通信技术。一 些GPS 接收器集成了收音机、无线电话和移动数据终端
无线节点定位技术
基于到达角度的定位技术
03
无线节点定位技术实现
无线节点定位技术需要使用特定的硬件设备，如无线网卡、GPS接收器等，这些设备负责接收和传输信号，以实现节点的定位。
硬件设备
硬件设备的性能对定位精度和稳定性有很大影响，高性能的硬件设备可以提供更准确的定位结果。
硬件性能
硬件设备的成本也是需要考虑的因素，尤其是在大规模部署时，低成本的设备有助于降低整个系统的成本。
无线节点定位技术
无线节点定位技术概述 无线节点定位技术原理 无线节点定位技术实现 无线节点定位技术面临的挑战与解决方案 无线节点定位技术的未来展望
contents
目 录
01
无线节点定位技术概述
无线节点定位技术是指通过无线信号传输特性，确定无线发射节点（如无线传感器节点、移动终端等）的位置信息的技术。
详细描述
基于到达时间差的定位技术利用无线信号到达不同接收节点的时间差信息，结合几何关系计算出发射节点的位置。该技术对硬件要求较低，且无需高精度时间同步，但定位精度受信号传播速度的影响。
基于到达时间差的定位技术
总结词
通过测量无线信号到达接收节点的方向，利用几何关系确定发射节点的位置。
详细描述
基于到达角度的定位技术通过测量无线信号到达接收节点的方向，结合几何关系计算出发射节点的位置。该技术定位精度较高，但要求精确测量信号到达角度，且易受环境因素影响。
针对定位精度问题，可以采用高精度定位算法、多频段定位技术等方法来提高定位精度。对于覆盖范围问题，可以采用定向天线、增强型传输技术等方法来扩大覆盖范围。同时，综合考虑各种因素，如节点密度、环境因素等，也可以有效地提高定位精度和覆盖范围。
总结词
详细描述
解决方案
无线定位技术_LBS
基於信號強度（RSS）的定位是最常用的 基於場景分析的定位方式。RSS技術利用 了信號的衰減規律，即接收端離信號源 越近，收到的信號強度越強，反之，越 弱。
基於三角關係的定位：
基於信號到達時間（TOA) 基於信號到達時間差（TDOA) 基於信號到達角度（AOA）
一 基於WLAN的室內定位技術
Horus還特別提出了一種對信號圖的位 置集進行分簇的方法，對整個信號空 間進行分簇，並在有效的簇中進行搜 索，從而實現快速定位計算。。Horus 系統提出了兩種分簇方法:聯合分簇法 和增量三角測量法。增量三角測量法 的測量精度將比聯合分簇法低，但是 計算效率更高。
Nibble：Nibble是加利福尼亞大學洛
超寬頻（UWB）定位技術：超寬
頻通信系統利用持續時間為納秒或亞納 秒級的窄脈衝作為載體進行資料傳輸， 使得信號可以占有數GH的頻寬，超寬頻 通信通道容量大、穿透能力強、輻射功 率譜密度低、對通道衰落不敏感、抗多 徑干擾和電磁干擾能力強等。特別適合 應用於室內環境下的高速通信，精確定 位與跟蹤。 常採用基於TOA,TDOA的定位方法實現 定位。
杉磯分校(UCLA)提出的一個WLAN定 位系統，它和RADAR、Horus的顯著 區別是採用信噪比作為信號空間的樣 本，而不是採用RSS，Nibble和Horus 一樣採用概率模型來建立信號空間， 但和Horus不同，採用貝葉斯網路來建 立信號空間的連續概率分佈圖。
Weyes：是由北京航空航太大學研
二 Wi-Fi
Wi-Fi:Wi-Fi
俗稱無線寬頻,其實就是 IEEE 802.11b 的別稱，是由一個名為 “無線乙太網相容聯盟”（Wireless Ethernet Compatibility Alliance, WECA） 的組織所發佈的業界術語，中文譯為 “無線相容認證”。它是一種短程無線 傳輸技術，能夠在數百英尺範圍內支持 互聯網接入的無線電信號。因此，是一 種十分重要的WLAN技術
无线定位技术
NNSS只能完成离散点的定位服务， 而改进后的NNSS-AVG能够近似完 成连续空间的定位服务
其他的WLAN定位技术 四 其他的 定位技术
Horus：玛丽兰大学正在研究中的一个基
于WLAN的定位系统。同样采用RSS作为构 成信号空间的基本元素，Horus在信号空间 的建立中引入了概率模型。Horus系统在预 先选定的参考点上，采集并记录下AP的RSS 数值。但Horus不对全部采样值进行平均或 者中位数处理，而是形成每个AP的RSS值在 该点上的直方分布图，并将直方分布数据存 储在Radio Map中。
究的基于无线局域网的定位系统，采 用RSS作为信号空间的基本采样值， Weyes的信号分布图采用差值模型对 RSS预先进行处理，形成RSS差值，然 后在RadioMap中保存差值模型处理后 的RSS差值序列作为信号空间的参照 量。
Weyes引入差值模型的目的在于消除 RSS中的设备引入误差，从而使建立的 信号空间与设备类型无关。Weyes对 NNSS-AVG算法做的改进主要是将 NNSS-AVG所采用的选取欧几里得距 离最小的N个位置点坐标进行平均的方 法，修改为选取欧几里的距离值小于 等于X倍最小欧几里的距离的M个位置 点，通过归一化处理，换算成概率值， Weyes通过概率分布，通过M个点坐标 和各自的概率值，计算出最终目的坐 标。
无线定位技术
总述
无线定位：是指利用无线电波信号确
定移动设备在某一参考坐标系统中的位 置。主要有室内无线定位 室外无线定 室内无线定位和 室内无线定位 位 两类
室内无线定位：主要有红外线、超声
波、蓝牙、射频识别、超宽带、ZigBee 和无线局域网等定位技术
典型室内定位技术
基于临近关系的定位：根据待定位
相关主题
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➢作为一种全新的技术，无线传感器网络具有许多挑战性的研究课题，而定 位就是其中之一，定位也是大多数应用的基础和前提
➢传感器节点的微型化和有限的电池供电能力使其在节点硬件的选择上受到 很大的限制，低功耗是其最主要的设计目标。必须针对密集性，节点的计算、 存储和通信等能力都有限的特定场合设计有效的低功耗定位算法
那么，我们可以列出以下公式：
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9
基于测距的定位技术——三边定位法
将第一个方程和第二个方程同时减去第三个方程，得到结果
2 2 ( (x x 1 2 x x 3 3 ) )x x 2 2 ( (y y 1 2 y y 3 3 ) ) y y x x 1 2 2 2 x x 3 2 3 2 y 1 y 2 2 2 y 3 y 2 3 2 d 1 d 2 2 2 d 3 d 2 3 2
➢近十年来，无线传感器网络自身定位问题研究有了许多新颖的解决方案和 思想，但是每种系统和算法都是用来解决不同的问题或支持不同的应用的， 它们用于定位的物理现象、传感器设备的组成、能量需求、基础设施和时空 的复杂性等许多方面有所不同。
➢对现有的WSN定位研究成果研究比较发现，没有一种定位方案能在有效减 少通信开销、降低功耗、节省网络带宽的同时获得较高的定位精度。而且大 部分停留在仿真和实验阶段。因此，该领域还有待更多的人提出更好的方法， 以求更好地解决定位问题，使得无线传感器网络能够真正在实际生活中得到 广泛的应用。
节点定位技术概述——要求
传感器网络的定位算法通常需要具备以下特点： ➢ 自组织性：传感器网络的节点随机部署，不依赖于全局基础设施协助定
位；
➢ 健壮性：传感器节点的硬件配置低，能量有限，可靠性较差，定位算法 必须能够容忍节点失效和测距误差；
➢ 节能性：尽可能地减少算法中计算的算法复杂度，减少节点间的通信开 销，以尽量延长网络的生存周期；
无线节点定位技术
节点定位技术概述 节点定位技术研究现状与发展 节点定位技术关键问题 基于测距的定位技术 无需测距的定位技术 协作定位技术
节点定位技术概述
无线传感器网络节点定位：依靠网络中少量的位置已知的 节点，通过邻居节点间有限的通信和某种定位机制确定网 络中所有未知节点的位置。 节点定位在实际应用中包含两种含义：
2．实时性 实时性是定位技术的另外一ห้องสมุดไป่ตู้关键指标，实时性与位置信息的更新频率密切相关， 位置信息更新频率越高，实时性越强
3．能耗 能耗是无线传感器网络独有的一个衡量指标。在无线传感器网络中，节点的电能 靠电池来供应，电池是不可替换的，因此节省能量就成了无线传感器网络中一个 重要的问题。
另外，还有一些小的方面来衡量无线传感器网络定位技术的好坏，如定位技术的 扩展性、鲁棒性和节点带宽的占用等。
节点定位技术——基于测距的定位
➢利用信标节点的位置，通过测量和估计信标节点与目 标节点的距离，我们就能够利用它们之间的关系很容易 地算出目标节点的位置。 ➢基于测距的定位技术涉及几何中的图形问题，已知节 点的位置，求另外几个节点的位置，比较常用的方法有：
三边定位法 角度定位法 ➢角度定位需要另外测量接收信号夹角，测量出夹角后 使用数学几何条件，确定节点的位置。因为测量的信号 夹角不可能很精确，所以AOA的精度不理想。
基于测距的定位技术——三边定位法
1．基本思想 三边定位法如图所示，已知A、B、C三个节点的坐标分别为（x1， y1）、（x2，y2）、（x3，y3）。测得它们到未知节点D的距离分别为d1、 d2、d3。假设节点D的坐标为（x，y）。以A、B、C三点为圆心，d1、 d2、d3为半径做圆，三圆的焦点即为节点D的坐标。
➢ 分布式：无线传感器网络通常是大规模部署网络，节点数目多，定位任 务将不会是单个节点所能承担的，这就需要定位算法具有一定的分布式， 把任务分派到各个节点；
➢ 可扩展性：无线传感器网络中的节点数目可能是成千上万甚至更多，为 了满足对不同规模的网络的适用性，定位算法必须具有较强的可扩展性。
节点定位技术的研究现状和发展
由此可以得出节点D的坐标为 x y 2 2 ( (x x 1 2 x x 3 3 ) ) 2 2 ( (y y 1 2 y y 3 3 ) ) 1 x x 1 2 2 2 x x 3 3 2 2 y y 1 2 2 2 y y 3 3 2 2 d d 1 2 2 2 d d 3 2 3 2
节点定位技术的研究现状和发展
目前，在节点定位应用中，由于受传感器节点能量有限、可靠性差、网络规模大 且节点随机布放、无线模块的通信距离有限等影响，对定位算法和定位技术提出 了很高的要求。一般来说我们从定位区域与精确度、实时性和能耗三个方面来衡 量节点定位技术的好坏。
1．定位区域与精确度 定位区域与精确度是传统定位方法和无线传感器网络定位都具有的衡量指标，而 且定位区域和精度一般都是互补存在的，定位区域越大，意味着精度越小。
将其写成线性方程的形式，AX=B，其中
A 2 2 ( ( x x 1 2 x x 3 3 ) ) 2 2 ( ( y y 1 2 y y 3 3 ) ) B x x 1 2 2 2 x x 3 3 2 2 y y 1 2 2 2 y y 3 3 2 2 d d 1 2 2 2 d d 3 2 3 2 X x y
➢ 自定位——确定节点自身在系统中的位置 ➢ 目标定位——确定目标节点在系统中的位置
节点定位技术概述——一些概念
➢信标节点：已知自身位置信息的节点，可通过GPS定位设备或手 工配置、确定部署等方式预先获取位置信息，为其他节点提供参 考坐标。 ➢未知节点：信标节点以外的节点统称为未知节点，也有文献称为 盲节点。 ➢邻居节点：一个节点通信距离范围内的所有节点的集合。 ➢跳数：两个节点之间跳段的总数。 ➢跳距：两个节点之间各跳段的距离之和。 ➢节点连接度：节点可以探测发现到的邻居节点个数。 ➢网络连接度：所有节点的邻居个数取平均值，可反映传感器配置 的密集程度
➢传感器节点的微型化和有限的电池供电能力使其在节点硬件的选择上受到 很大的限制，低功耗是其最主要的设计目标。必须针对密集性，节点的计算、 存储和通信等能力都有限的特定场合设计有效的低功耗定位算法
那么，我们可以列出以下公式：
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9
基于测距的定位技术——三边定位法
将第一个方程和第二个方程同时减去第三个方程，得到结果
2 2 ( (x x 1 2 x x 3 3 ) )x x 2 2 ( (y y 1 2 y y 3 3 ) ) y y x x 1 2 2 2 x x 3 2 3 2 y 1 y 2 2 2 y 3 y 2 3 2 d 1 d 2 2 2 d 3 d 2 3 2
➢近十年来，无线传感器网络自身定位问题研究有了许多新颖的解决方案和 思想，但是每种系统和算法都是用来解决不同的问题或支持不同的应用的， 它们用于定位的物理现象、传感器设备的组成、能量需求、基础设施和时空 的复杂性等许多方面有所不同。
➢对现有的WSN定位研究成果研究比较发现，没有一种定位方案能在有效减 少通信开销、降低功耗、节省网络带宽的同时获得较高的定位精度。而且大 部分停留在仿真和实验阶段。因此，该领域还有待更多的人提出更好的方法， 以求更好地解决定位问题，使得无线传感器网络能够真正在实际生活中得到 广泛的应用。
节点定位技术概述——要求
传感器网络的定位算法通常需要具备以下特点： ➢ 自组织性：传感器网络的节点随机部署，不依赖于全局基础设施协助定
位；
➢ 健壮性：传感器节点的硬件配置低，能量有限，可靠性较差，定位算法 必须能够容忍节点失效和测距误差；
➢ 节能性：尽可能地减少算法中计算的算法复杂度，减少节点间的通信开 销，以尽量延长网络的生存周期；
无线节点定位技术
节点定位技术概述 节点定位技术研究现状与发展 节点定位技术关键问题 基于测距的定位技术 无需测距的定位技术 协作定位技术
节点定位技术概述
无线传感器网络节点定位：依靠网络中少量的位置已知的 节点，通过邻居节点间有限的通信和某种定位机制确定网 络中所有未知节点的位置。 节点定位在实际应用中包含两种含义：
2．实时性 实时性是定位技术的另外一ห้องสมุดไป่ตู้关键指标，实时性与位置信息的更新频率密切相关， 位置信息更新频率越高，实时性越强
3．能耗 能耗是无线传感器网络独有的一个衡量指标。在无线传感器网络中，节点的电能 靠电池来供应，电池是不可替换的，因此节省能量就成了无线传感器网络中一个 重要的问题。
另外，还有一些小的方面来衡量无线传感器网络定位技术的好坏，如定位技术的 扩展性、鲁棒性和节点带宽的占用等。
节点定位技术——基于测距的定位
➢利用信标节点的位置，通过测量和估计信标节点与目 标节点的距离，我们就能够利用它们之间的关系很容易 地算出目标节点的位置。 ➢基于测距的定位技术涉及几何中的图形问题，已知节 点的位置，求另外几个节点的位置，比较常用的方法有：
三边定位法 角度定位法 ➢角度定位需要另外测量接收信号夹角，测量出夹角后 使用数学几何条件，确定节点的位置。因为测量的信号 夹角不可能很精确，所以AOA的精度不理想。
基于测距的定位技术——三边定位法
1．基本思想 三边定位法如图所示，已知A、B、C三个节点的坐标分别为（x1， y1）、（x2，y2）、（x3，y3）。测得它们到未知节点D的距离分别为d1、 d2、d3。假设节点D的坐标为（x，y）。以A、B、C三点为圆心，d1、 d2、d3为半径做圆，三圆的焦点即为节点D的坐标。
➢ 分布式：无线传感器网络通常是大规模部署网络，节点数目多，定位任 务将不会是单个节点所能承担的，这就需要定位算法具有一定的分布式， 把任务分派到各个节点；
➢ 可扩展性：无线传感器网络中的节点数目可能是成千上万甚至更多，为 了满足对不同规模的网络的适用性，定位算法必须具有较强的可扩展性。
节点定位技术的研究现状和发展
由此可以得出节点D的坐标为 x y 2 2 ( (x x 1 2 x x 3 3 ) ) 2 2 ( (y y 1 2 y y 3 3 ) ) 1 x x 1 2 2 2 x x 3 3 2 2 y y 1 2 2 2 y y 3 3 2 2 d d 1 2 2 2 d d 3 2 3 2
节点定位技术的研究现状和发展
目前，在节点定位应用中，由于受传感器节点能量有限、可靠性差、网络规模大 且节点随机布放、无线模块的通信距离有限等影响，对定位算法和定位技术提出 了很高的要求。一般来说我们从定位区域与精确度、实时性和能耗三个方面来衡 量节点定位技术的好坏。
1．定位区域与精确度 定位区域与精确度是传统定位方法和无线传感器网络定位都具有的衡量指标，而 且定位区域和精度一般都是互补存在的，定位区域越大，意味着精度越小。
将其写成线性方程的形式，AX=B，其中
A 2 2 ( ( x x 1 2 x x 3 3 ) ) 2 2 ( ( y y 1 2 y y 3 3 ) ) B x x 1 2 2 2 x x 3 3 2 2 y y 1 2 2 2 y y 3 3 2 2 d d 1 2 2 2 d d 3 2 3 2 X x y
➢ 自定位——确定节点自身在系统中的位置 ➢ 目标定位——确定目标节点在系统中的位置
节点定位技术概述——一些概念
➢信标节点：已知自身位置信息的节点，可通过GPS定位设备或手 工配置、确定部署等方式预先获取位置信息，为其他节点提供参 考坐标。 ➢未知节点：信标节点以外的节点统称为未知节点，也有文献称为 盲节点。 ➢邻居节点：一个节点通信距离范围内的所有节点的集合。 ➢跳数：两个节点之间跳段的总数。 ➢跳距：两个节点之间各跳段的距离之和。 ➢节点连接度：节点可以探测发现到的邻居节点个数。 ➢网络连接度：所有节点的邻居个数取平均值，可反映传感器配置 的密集程度