A Convex Hull-Based Localization Scheme for Irregular Wireless Sensor Networking Characteristics

Abstract

無線感測網路(Wireless Sensor Networks)應 用是重要的研究領域之一。許多應用包括環境監 控、事件偵測、路由探索、災害救援和物件追踨等 皆需得知實際位置的資訊，因此，定位技術是無線 網路的關鍵技術。現今的定位方法大多假設無線訊 號涵蓋範圍是理想且穩定的，然而無線訊號的傳送 過程中充滿許多變數和不可預期性，包涵訊號隨著 路徑衰減、地形、自然環境和人為障礙物等，皆有 可能造成訊號電磁波的吸收、反射、折射和繞射， 進而形成無線訊號功率的衰減，使得通訊涵蓋範圍 產生不規則的形狀。 行 動節點協助定位(mobile anchor-assisted schemes)方法研究中，雖然無線感測網路多佈建於 寬廣的戶外空間，並假設行動定位節點皆能利用 GPS接收器來接收衛星的訊號，定出實際的位置， 然尚需面臨行動定位節點不停移動、通訊環境的障 礙物等因素。此外，行動定位節點在戶外空間移 動，容易造成封包遺漏。有鑑於此，本研究希望提 供一種較精確的戶外無線感測網路環境的定位方 法，相較於有範圍基礎(range-based)的定位方式， 我們不需依賴量測基準包括角度、距離、訊號強度 等來達到定位，以節省無線感測器能源的消耗，另 一方面，本研究將不規則訊號範圍視為非凸面的訊 號範圍，並以凸包(convex hull)演算法，來解決非 凸面的不規則訊號問題，以確保在戶外也有相當精 確的定位能力。