無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由和定位技術(shù)研究

宋欣樺

（山西工程職業(yè)學(xué)院 山西 太原 030000）

0 引言

在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是當(dāng)代最重要的一項(xiàng)綜合性新型信息處理技術(shù)，結(jié)合了傳感器、信息處理和無(wú)線通信等多項(xiàng)技術(shù)。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)憑借體積小、成本低、功耗低等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)中承擔(dān)底層基礎(chǔ)接口的作用，目前已有多種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能家居等。隨著無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)消耗、路由協(xié)議、節(jié)點(diǎn)定位是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的重要研究?jī)?nèi)容，因此本文對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由和定位技術(shù)進(jìn)行探討。

1 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由概述

1.1 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由的特點(diǎn)

能量、功能和通信能力是限制無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的因素，導(dǎo)致了源節(jié)點(diǎn)和sink 節(jié)點(diǎn)之間很難直接通信，數(shù)據(jù)包要從源節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)中間節(jié)點(diǎn)逐步傳輸至sink 節(jié)點(diǎn)，這是無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)路由算法與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存在的顯著區(qū)別，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)具有以下特點(diǎn)。

（1）無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)性能有限。傳感器有著成本低、體積小的優(yōu)點(diǎn)，但是也導(dǎo)致了其數(shù)據(jù)運(yùn)算儲(chǔ)存能力和傳輸能力都難以達(dá)到需求。傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)常用小電池進(jìn)行供電，導(dǎo)致能量無(wú)法及時(shí)補(bǔ)充，傳感網(wǎng)絡(luò)能量受限，所以無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由算法的重要目的就是提升節(jié)點(diǎn)的能量效率，盡可能使網(wǎng)絡(luò)具有更長(zhǎng)的生命周期。路由算法提升的是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)能耗，并非單個(gè)節(jié)點(diǎn)的能耗，這表明了能量管理機(jī)制在路由算法中的重要地位。若無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)本身具備能量持續(xù)補(bǔ)充的功能，則路由算法將偏向于提高吞吐率等其他性能[1]。

（2）無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的信息量有限。小體積的傳感器節(jié)點(diǎn)儲(chǔ)存和運(yùn)算數(shù)據(jù)的能力相對(duì)較弱，難以滿足大量路由信息的儲(chǔ)存與計(jì)算，傳感器節(jié)點(diǎn)目前主要儲(chǔ)存的信息是節(jié)點(diǎn)周圍的局部拓?fù)湫畔⒑洼^少部分的全局信息，所以設(shè)計(jì)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法時(shí)需要充分考慮節(jié)點(diǎn)傳輸信息的有效路徑，同時(shí)還要滿足能效及QoS 需求。

（3）以數(shù)據(jù)為中心是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)直觀觀測(cè)值是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)所關(guān)注的重點(diǎn)，而觀測(cè)信息的節(jié)點(diǎn)常被忽視，因此源節(jié)點(diǎn)應(yīng)該根據(jù)需求對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)感知和獲取，再將數(shù)據(jù)傳輸至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。由于無(wú)需在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間建立特定路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所以設(shè)計(jì)傳感路由算法需要著重考慮路由效率的問(wèn)題。

（4）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。傳感器本身不可避免地?huì)受到節(jié)點(diǎn)損壞、供電不足或信號(hào)干擾的影響，這均會(huì)導(dǎo)致無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不能保持穩(wěn)定狀態(tài)，此狀態(tài)的不穩(wěn)定性與部署時(shí)間存在一定聯(lián)系，所以拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化不可預(yù)測(cè)。因此無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由算法需要適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不可預(yù)測(cè)性變化，具有較強(qiáng)的可拓展性。

1.2 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由的分類

上文介紹了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由的特點(diǎn)并指出了路由算法應(yīng)注重的問(wèn)題，典型的路由算法主要包含數(shù)據(jù)中心路由、地理位置路由和機(jī)會(huì)路由等5 種路由算法，各算法詳細(xì)介紹如下。

（1）數(shù)據(jù)中心路由。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)規(guī)模通常較大，所以其節(jié)點(diǎn)數(shù)量較大，節(jié)點(diǎn)進(jìn)行隨機(jī)部署，這導(dǎo)致了同一區(qū)域的不同節(jié)點(diǎn)可能會(huì)感知到同一事件，從而導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)中產(chǎn)生冗余數(shù)據(jù)信息。即使將節(jié)點(diǎn)信息發(fā)送至sink 節(jié)點(diǎn)也會(huì)消耗大量能量，造成能源利用率降低。數(shù)據(jù)中心路由算法的功能是通過(guò)對(duì)聚合數(shù)據(jù)進(jìn)行屬性命名以消除數(shù)據(jù)冗余，從而達(dá)到降低能耗的目的，典型數(shù)據(jù)中心路由算法主要包含泛洪路由、定向傳播路由和SPIN 路由等[2]。

（2）層次路由。層次路由將諸多的傳感器節(jié)點(diǎn)劃分為簇，每個(gè)簇規(guī)定某個(gè)節(jié)點(diǎn)為簇頭，簇頭負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合，路由決策和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的任務(wù)，剩下的簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)僅負(fù)責(zé)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域數(shù)據(jù)的感知與采集，所以層次路由也被稱為簇路由。簇路由的特點(diǎn)是擴(kuò)展性好和能效較高。

（3）地理位置路由。地理位置路由進(jìn)行路由決策的依據(jù)是節(jié)點(diǎn)間的地理位置信息，具體方式是計(jì)算兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的地理位置上的距離，然后根據(jù)距離對(duì)信息轉(zhuǎn)發(fā)所需能量進(jìn)行估算，有效提高了能量效率。地理位置路由在對(duì)節(jié)點(diǎn)間距離進(jìn)行計(jì)算時(shí)通常使用GPS 等定位裝置進(jìn)行[3]。

（4）機(jī)會(huì)路由。機(jī)會(huì)路由相比于傳統(tǒng)路由算法具有更可靠的數(shù)據(jù)傳輸能力。傳統(tǒng)路由算法進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，使用過(guò)結(jié)點(diǎn)間的逐級(jí)跳轉(zhuǎn)，直到到達(dá)sink 節(jié)點(diǎn)，這就導(dǎo)致了數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，如果在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中，諸多跳轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)中的任意節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障都會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的丟失。機(jī)會(huì)路由并不指定節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸，而是通過(guò)某種規(guī)則在鄰居節(jié)點(diǎn)中選擇性地發(fā)送數(shù)據(jù)，只有在發(fā)送成功的情況下才會(huì)進(jìn)入到下一跳，此種傳輸方法有效避免了由于單一節(jié)點(diǎn)損壞而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失，大大提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

1.3 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由的研究現(xiàn)狀

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是用于信息收集和全面監(jiān)測(cè)的由大量傳感器節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)而成的網(wǎng)絡(luò)，在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)都有自身的通信計(jì)算的作用，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中常以多跳和自組織的方式進(jìn)行通信。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)遍布于智慧城市、工業(yè)化建設(shè)、能源領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域等諸多重要領(lǐng)域，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)正朝著數(shù)字化和智能化的方向不斷發(fā)展。

無(wú)線通信方式是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的常用通信方式，為實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸，路由算法應(yīng)運(yùn)而生，其功能是將源節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。路由算法主要完成兩大任務(wù)，第1 是計(jì)算源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)間的最優(yōu)路徑，第2 是在此路徑上進(jìn)行依次轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有采集數(shù)據(jù)的能力，所以每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具備路由決策能力，這就決定了路由算法的分布式特點(diǎn)，路由策略也可以為單跳、多跳和全路徑路由。

傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)是通過(guò)電池供電的，這導(dǎo)致了大多數(shù)節(jié)點(diǎn)都沒(méi)有外部能源補(bǔ)充的現(xiàn)象，所以路由算法的能量效率成為備受關(guān)注的關(guān)鍵點(diǎn)。與此同時(shí)，傳感器節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力和儲(chǔ)存能力也是路由算法應(yīng)考慮的因素，這關(guān)系到全網(wǎng)路由信息是否能夠順利保存。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的路由算法需求具有特異性，此前有線和無(wú)線的常規(guī)路由均難以適用于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，所以無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由算法應(yīng)在常規(guī)的算法上更多考慮能量、局部拓?fù)湫畔?、可擴(kuò)展性、復(fù)雜性等諸多因素。

2 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由擁塞控制技術(shù)

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由的設(shè)計(jì)初衷主要為了最大程度節(jié)省節(jié)點(diǎn)能耗，實(shí)現(xiàn)能量有效利用率最大化，以達(dá)到延長(zhǎng)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。面臨大量傳感器在網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)的情況，數(shù)據(jù)包堵塞時(shí)有發(fā)生，此時(shí)是數(shù)據(jù)丟失的高危階段，所以無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由需要對(duì)數(shù)據(jù)包擁塞進(jìn)行有效控制，目前主要有以下3 種控制手段[4]。

2.1 基于負(fù)載均衡的擁塞控制

基于負(fù)載均衡的擁塞控制算法為了達(dá)到節(jié)點(diǎn)間負(fù)載均衡的目的，實(shí)行對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的策略，在實(shí)際運(yùn)行中能有效緩解擁塞問(wèn)題。目前常見(jiàn)的兩種算法是TADR 和QU-RPL。TADR 是一種流量感知?jiǎng)討B(tài)路由算法，其巧妙利用了勢(shì)能場(chǎng)概念建立了混合虛擬勢(shì)能場(chǎng)，利用空閑節(jié)點(diǎn)緩解數(shù)據(jù)包的擁塞。QU-RPL 是一種基于隊(duì)列利用率的算法，其通過(guò)節(jié)點(diǎn)間的利用率和路由器的跳數(shù)進(jìn)行路由選擇，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載均衡的目標(biāo)。

2.2 基于預(yù)測(cè)的擁塞控制

基于預(yù)測(cè)的擁塞控制算法主要功能是將節(jié)點(diǎn)隊(duì)列狀態(tài)進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)擁塞是否發(fā)生，系統(tǒng)根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)路由決策進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。目前常見(jiàn)的預(yù)測(cè)性算法有分布式預(yù)測(cè)性擁塞控制算法、排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)性擁塞控制算法、主動(dòng)隊(duì)列管理算法和指數(shù)平滑法等。指數(shù)平滑法考慮了包括跳數(shù)、剩余能量、轉(zhuǎn)發(fā)率等多個(gè)因素進(jìn)行模糊邏輯確定各因素的權(quán)重，根據(jù)權(quán)重的不同對(duì)全部因素進(jìn)行擁塞預(yù)測(cè)。

2.3 基于流量感知的擁塞控制

基于流量感知的擁塞控制算法具有主動(dòng)感知節(jié)點(diǎn)流量的功能，通過(guò)節(jié)點(diǎn)不同的流量狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)策略的確定，有效提升了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)吞吐量，同時(shí)保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩??；诹髁扛兄乃惴ㄝ^多，主要包括針對(duì)可變流量模式的iQueue-MAC算法、水流相似性的TER算法、主動(dòng)隊(duì)列管理算法AQM 等。無(wú)論是哪種流量感知算法，都對(duì)數(shù)據(jù)的安全性有一定的保障。

3 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法根據(jù)是否需要測(cè)距分為基于測(cè)距的定位算法和免測(cè)距定位算法。基于測(cè)距的算法需要對(duì)未知節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)傳出節(jié)點(diǎn)之間的位置進(jìn)行測(cè)算，通常通過(guò)無(wú)線信號(hào)角度或傳播時(shí)間來(lái)進(jìn)行。由于需要對(duì)各變量進(jìn)行多次測(cè)量所以其部署成本較高。免測(cè)距定位算法雖然在部署成本上低于測(cè)距算法，但是其定位精度相比于測(cè)距算法較差。

定位技術(shù)是否是最優(yōu)的不僅取決于一般性的精度指標(biāo)，還取決于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的特殊性能指標(biāo)，特殊性指標(biāo)主要包括：位置精度、覆蓋范圍、刷新速度，定位服務(wù)的技術(shù)性指標(biāo)主要包括：功耗、節(jié)點(diǎn)密度、擴(kuò)張性和魯棒性。定位技術(shù)中最重要的指標(biāo)就是位置精度，精度高低直接影響節(jié)點(diǎn)位置信息的準(zhǔn)確與否，定位精度的高低往往與成本存在密切聯(lián)系，超聲波的精度高達(dá)分米級(jí)但是成本很高。覆蓋范圍與位置精度是相互矛盾的，覆蓋范圍越廣其位置精度就越差，所以定位技術(shù)中一大難點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)高精度大范圍的定位，無(wú)線和藍(lán)牙的精度只有3 m，覆蓋范圍可達(dá)100 m。刷新速度指的是定位信息更新一次的時(shí)間間隔，不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)刷新速度的需求不同，對(duì)于移動(dòng)的物體往往要求較高的刷新速度以保障操作者實(shí)時(shí)掌握物體的移動(dòng)情況。節(jié)點(diǎn)密度在不同的定位技術(shù)中存在很大差異，節(jié)點(diǎn)密度越大則單次定位的能耗越大，這就要求設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)協(xié)議時(shí)避免節(jié)點(diǎn)密度過(guò)大的協(xié)議出現(xiàn)。擴(kuò)展性和魯棒性指的是某個(gè)節(jié)點(diǎn)的加入、離開(kāi)甚至出錯(cuò)時(shí)不影響其他節(jié)點(diǎn)的定位，體現(xiàn)了系統(tǒng)的抗干擾能力。

3.1 基于測(cè)距的定位算法

測(cè)距算法在定位中需要進(jìn)行未知節(jié)點(diǎn)角度測(cè)量和測(cè)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)計(jì)算兩個(gè)步驟。信號(hào)測(cè)量為統(tǒng)計(jì)計(jì)算提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，目前常用的信號(hào)測(cè)量技術(shù)有信號(hào)強(qiáng)度指示、到達(dá)時(shí)間、到達(dá)時(shí)差和達(dá)到角度4 種。信號(hào)強(qiáng)度指示的基礎(chǔ)是無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度與點(diǎn)到信號(hào)源的距離平方呈正相關(guān)。到達(dá)時(shí)間的基礎(chǔ)是通過(guò)達(dá)到時(shí)間計(jì)算信號(hào)的傳輸時(shí)間，通過(guò)光速得到節(jié)點(diǎn)間的距離。到達(dá)時(shí)差的計(jì)算理論與到達(dá)時(shí)間類似，不同的是其根據(jù)速度不同的信號(hào)達(dá)到同一節(jié)點(diǎn)的時(shí)間差值進(jìn)行計(jì)算。到達(dá)角度計(jì)算依據(jù)是不同位置的接受裝置收到信號(hào)的相位與節(jié)點(diǎn)位置有關(guān)，計(jì)算信道到達(dá)角度可以確定節(jié)點(diǎn)位置。

接收信號(hào)強(qiáng)度法RSSI（Received Signal Strength Indicator）是依據(jù)信號(hào)衰減和距離之間存在的特殊關(guān)系，通過(guò)測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度反饋接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間距離信息的方法。信號(hào)傳播時(shí)間可以分為到達(dá)時(shí)間TOA（Time Of Arrival）、往返傳播時(shí)間RTOF（Roundtrip Time Of Flight）和到達(dá)時(shí)間差TDOA（Time Difference Of Arrival）。到達(dá)時(shí)間TOA 在定位中對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的時(shí)間要求極高，一旦時(shí)間出現(xiàn)偏差將對(duì)定位引入很大的誤差。往返傳播時(shí)間RTOF 中發(fā)射機(jī)和接收機(jī)屬于不同時(shí)鐘域，所以時(shí)間可以不同步。到達(dá)時(shí)間差TDOA 使用的是超聲波和射頻信號(hào)兩種傳播速度不同的信號(hào)。接收信號(hào)相位差法PDOA（Phase Difference Of Arrival）通過(guò)信號(hào)的相位差獲取傳播時(shí)間進(jìn)而進(jìn)行定位。

3.2 節(jié)點(diǎn)位置計(jì)算方法

在獲取了計(jì)算節(jié)點(diǎn)的相關(guān)參數(shù)以后，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到節(jié)點(diǎn)位置的坐標(biāo)。通常使用的計(jì)算數(shù)據(jù)是信號(hào)強(qiáng)度、到達(dá)時(shí)間和信號(hào)角度，計(jì)算方法主要有三角測(cè)量法、三邊測(cè)量法和概率法。三角測(cè)量法利用節(jié)點(diǎn)的方位角進(jìn)行定位，其計(jì)算依據(jù)是得到三角形的兩個(gè)底角和底邊長(zhǎng)，可以計(jì)算頂點(diǎn)到底邊的距離。三邊測(cè)量法根據(jù)獲得的RSSI值進(jìn)行距離計(jì)算，最終得到未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。

3.3 免測(cè)距的定位算法

免測(cè)距定位算法相比于測(cè)距定位節(jié)省了一部分測(cè)量裝備，降低了成本，目前常見(jiàn)的免測(cè)距定位算法有錨節(jié)點(diǎn)近似算法、連接算法和事件驅(qū)動(dòng)算法?；阱^節(jié)點(diǎn)近似算法在定位區(qū)域設(shè)置了許多具有發(fā)射功能的錨節(jié)點(diǎn)和參考節(jié)點(diǎn)，通過(guò)這種方式可以大致推算未知節(jié)點(diǎn)附近的錨節(jié)點(diǎn)數(shù)量，再利用質(zhì)心法確定節(jié)點(diǎn)位置?；谶B接的算法是利用全網(wǎng)絡(luò)的連接信息進(jìn)行定位分析，其中以距離矢量路由為核心的DV-hop 算法最為著名，此方法適用于同向的傳感網(wǎng)絡(luò)中，在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的定位精確度有待提高。事件驅(qū)動(dòng)算法根據(jù)不傳輸定位數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)在外部停留產(chǎn)生的光束持續(xù)時(shí)間對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位，常見(jiàn)的有燈塔算法和聚光燈算法。

DV-hop 算法定位分為以下3 個(gè)步驟：首先計(jì)算節(jié)點(diǎn)到錨節(jié)點(diǎn)之間的跳數(shù)，其次計(jì)算出節(jié)點(diǎn)到錨節(jié)點(diǎn)之間的距離，最后得出未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。錨節(jié)點(diǎn)將自己的位置信息轉(zhuǎn)發(fā)至所有節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)進(jìn)行接受并轉(zhuǎn)發(fā)，這就使得每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都能獲取自身到錨節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，從而計(jì)算得到每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)。當(dāng)一個(gè)錨節(jié)點(diǎn)接收到相應(yīng)的跳數(shù)和位置信息后就可以根據(jù)平均每跳距離公式進(jìn)行計(jì)算節(jié)點(diǎn)到錨節(jié)點(diǎn)之間的距離。最后未知節(jié)點(diǎn)獲取距離值達(dá)3 個(gè)或3 個(gè)以上，就可以根據(jù)最小二乘法或三邊定位法對(duì)未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。

質(zhì)心定位算法同樣依據(jù)錨節(jié)點(diǎn)周期性的廣播自身信息（錨節(jié)點(diǎn)ID 號(hào)和坐標(biāo)信息），最終由未知節(jié)點(diǎn)與錨節(jié)點(diǎn)形成多邊形，未知節(jié)點(diǎn)為次多邊形的幾何中心。質(zhì)心定位算法依托于網(wǎng)絡(luò)的連通性信息，實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為簡(jiǎn)單，但是其對(duì)錨節(jié)點(diǎn)的密度要求較高，所以錨節(jié)點(diǎn)自身的位置對(duì)定位效果存在不可忽視的影響，也導(dǎo)致了此方法的定位精度較差。

不定型定位算法（Amorphous）先假定每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的連通度是已知的，然后考慮跳數(shù)不能直接表示直線距離，最后根據(jù)特定公式離線計(jì)算。其實(shí)，不定型定位算法在計(jì)算過(guò)程中也采用DV-hop 算法類似的方法計(jì)算節(jié)點(diǎn)間跳數(shù)，但是跳數(shù)在不定型定位算法中被稱為梯度數(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

定位技術(shù)主要由基于測(cè)距和無(wú)需測(cè)距兩大類組成，基于測(cè)距的定位技術(shù)包括接收信號(hào)強(qiáng)度法RSSI、到達(dá)時(shí)間TOA（Time Of Arrival）、往返傳播時(shí)間RTOF、到達(dá)時(shí)間差TDOA 和接收信號(hào)相位差法PDOA，基于無(wú)需測(cè)距的定位技術(shù)包括DV-hop 算法、質(zhì)心定位算法和不定型定位算法。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是集合了通信、計(jì)算機(jī)、傳感器等多項(xiàng)技術(shù)于一體的綜合性學(xué)科，它面臨的主要問(wèn)題是數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩湍芰康挠行Ю?，?yīng)著重在此兩項(xiàng)問(wèn)題上進(jìn)行突破。