网络定位（精选12篇）
网络定位 篇1
互联网是继报纸、广播、电视之后出现的第四大媒体。当前, 网络媒体正在以前所未有的发展速度成为大众获取信息的主要途径之一。它对于传统的平面媒体、电视媒体的冲击是显而易见的。
首先, 网络媒体在新闻的时效性方面具有独特的优势, 基本上可以达到受众接收与新闻发生同步的效果。其次, 在网络媒体中, 受众有很大的参与空间, 甚至有些新闻就是受众上传到网上的。
那么, 在这种形势下, 电视媒体如何在激烈的竞争当中找准自身的定位, 扬长避短发挥优势呢?这是笔者在本文中要讨论和阐述的。
一、网络媒体时代电视媒体所拥有的优、劣势
电视曾经以普及率最高、受众最多而被称为“第一媒体”。由于电视传播专业性强、技术含量高, 且需要调动大量的资源, 不论在什么社会体制下, 对电视的应用都有集中、垄断和非大众化的特点。
此外, 电视媒体的信息富有直观、形象、亲近等特性, 因此对视听者的亲近感也很强烈, 是视觉和听觉两方面相结合的媒体。但也存在着成本高, 干扰多, 信息转瞬即逝, 选择性、针对性较差, 不方便保存和不能反复收看等缺点。
二、当今受众的角色和地位出现了前所未有的改变
1. 如今的受众不再是被动地接受, 而是主动地掌握和控制大众传媒传递的信息。
在传统的大众传播过程中, 受众总是被动地接受大众传媒传递的信息, 你播什么, 他们就只能看什么。然而, 网络媒介的出现, 从根本上改变了受众的地位和角色。受众从被动地接受信息变为主动地获取信息, 而且还进一步发展成为主动地报道、发布信息。受众与媒介传播者完全处于平等的地位。
2. 受众和新闻工作者一样容易获得新闻信息的第一手材料。
所谓第一手材料就是“亲自实践、调查得来的”原始信息。过去, 由于时间、空间、人力和传播手段等限制, 普通受众很难获得新闻事件的第一手材料, 人们只能指望新闻工作者代表社会公众去收集新闻事件的第一手材料, 去报道新闻事件。因此, 在传统的大众传播中, 新闻工作者对新闻事件的第一手材料享有事实上的专有权。现如今, 网络媒体使得受众可以通过网络和新闻工作者一样直接地获得新闻事件的第一手材料。于是, 新闻不再是新闻工作者的独家专利。
3. 受众与大众传媒一样拥有随时发布新闻报道、报道新闻事件和生产新闻产品的能力。
只要有一台个人电脑, 普通公众就有条件、有能力决定什么是重要的。所有网民都是“记者”, 他们随时随地都可以把自己得到的信息放在网上。
三、当今的受众需要什么样的信息
我们都知道, 一条信息的传播离不开受众, 一旦脱离, 传播活动就失去了方向和目的, 而不能被称为传播活动。今天的受众, 对信息的要求越来越趋向于细化, 对信息质量的要求不断提升。
那么作为以往“第一媒体”的电视媒体又该如何在这信息喷涌的时代扬长避短, 找准自身的定位呢?
第一, 要树立电视媒体的主动性和权威性。
在“4·14”玉树强震发生后, 网络媒体第一时间发布了这一消息, 但是电视媒体迅速跟进, 在现场发回一个个“进行时”的报道。在此期间, 电视媒体以其独特的画面震撼感, 真实再现了灾区现场情况, 从而赢得了报道的主动性和信息的权威性。
第二, 要在信息的“原创”、深度方面深入挖掘。
通过自身独具特色的信息发布来不断提升电视媒体的公信力。传媒的核心竞争力是内容, 内容又是以公信力为支撑, 以影响力为标志的。公信力是传媒最具价值的内在魅力, 也是市场竞争中的关键。任何传媒要想取得自身的生存与发展, 要想在社会上保持良好的形象, 就必须具备良好的公信力。电视传媒要想在日益激烈的新闻竞争中取胜, 必须抓住公信力, 在权威性、影响力和美誉度等方面下功夫。
当今的新闻竞争不仅是新闻采写技术、时效性的竞争, 同时更是新闻真实可信的比拼。一般来说, 新闻有“真、善、美”三个层次:“真”是信息价值;“善”是社会价值;“美”是审美价值。其中, “真”是基础, 如果不真, 一切价值都无从谈起。
网络媒体具有即时性、移动性和互动性的优势。可是, 网络媒体的诸多优势里也隐藏劣势, 最大的劣势是缺乏公信力, 网络媒体的信息泛滥, 令人无所适从, 其中鱼目混杂, 有些信息事后被证明是“标题新闻”、假新闻。目前, 网络媒体普遍缺乏原创性的深度报道和对信息的有效整合。因此, 传统媒体在新闻事件中要积极争取对新闻的“定义权”。谁先对事件进行定义, 谁就往往掌握了舆论的引导权, 利用这种优势对新闻进行核实和重新定义, 确保新闻事实的准确、公正。
第三, 电视新闻要走精品化道路。
电视媒体最大的目标受众是社会精英人群和关心公共事务的人群, 这部分受众具有忠诚度高、商业价值大的特点。据调查, 目前, 新闻时事类栏目的收视份额仅次于电视剧。那么, 以往严肃刻板的新闻报道模式已经不再能吸引观众了, 取而代之的是用故事化、叙事手法来呈现新闻。这几年来, 特别是今年央视不断对新闻栏目进行“变脸”, 目的无非是进一步更好地适应受众对电视新闻日益增长的需求。
总之, 在今后相当长的一段时间内, 电视媒体与网络媒体必然会处于一种既相互竞争, 又互为补充的局面当中。双方都无法取代对方而独立存在。
摘要：网络媒体的出现对传统媒体造成了不小的冲击。网络媒体提升了新闻信息传播的速度, 扩展了传播的空间。作为“第一媒体”的电视, 应该如何在网络媒体时代找准电视新闻的定位, 从而不断稳固并发展自己的受众群, 这是每一个电视新闻人应当认真思考的问题。
关键词：网络媒体,电视新闻,定位
参考文献
[1]张京明《谈网络和电视媒体各自的优势及互动》2006年11月8日潍坊教育信息港
[2]任碧生《多媒体时代的电视新闻》2009年9月18日在西宁电视台的讲座稿
[3]周彪《公信力:传媒最具价值的内在魅力》2009年第8期《新闻战线》
网络定位 篇2
浅析网络教学中的教师角色定位
【摘 要】网络时代的到来，教师已不仅仅是知识的传授者，同时也是终身学习者、课堂环境的设计者、解决问题的指导者、学生心理健康的维护者，是学生的良师益友。在网络时代中，教师只有熟练掌握现代教育技术，才能适应网络时代教师角色的转变，找到合适的定位。
【关键词】网络教学 教师 角色定位 一 网络环境下对教师的要求
传统学校教育将教师角色定位为单一的知识传播者，决定着教学的内容、方法、进程、质量等。然而，在人类进入信息社会的今天，特别是网络教学时代的到来，使教师的职能逐渐被其他新型的社会教育职业群体所分担，教师的传统权威地位正在逐步丧失，教师面临着角色的转换。
教师要从传统的知识传授者和灌输者的角色转变为学生学习的指导者、课程学习资源的开发者、信息资源的导航者等角色，在网络教学中发挥着引导学生学习的作用。因此，教师角色重新定位已成为时代推动教育发展和教育自身发展的必然选择。教师要研究基于网络环境下的学生的认知规律，从而更好地创设教学情景，有效地促进学生对所学知识的意义建构；研究如何培养学生的认知能力、更高层次的思维、解决问题的能力；研究怎样使学生加深对知识的理解和提高他们处理信息的能力；研究如何对网络提供的教学资源
进行整合、评价和充实。二 网络教学的特征分析 1．网络教学资源存在多元化
实施网络教学，其信息资源不仅来源于本地电脑所提供的内容，更多的来源将是分布在网上世界各地。师生通过联网的学校图书馆、教室甚至在家中即可迅速地得到世界上相关方面的最新、最全的第一手资料，聆听世界一流教师的讲课，向最好的专家请教。可以说网络教学信息来自于世界各个角落，其信息呈现多元化趋势。2．网络教学方法存在综合化、多样化
现代信息技术应用于教学过程，促使了教学方法向综合化方向发展。传统的课堂班级式教学，是集体化的教学方式，无法适应人的个性和特点，学生始终处于被动的学习环境中。网络教学方式则是集体化和个体化二者的有机结合。利用网络，学生可参加各种类型的专题讨论组，对感兴趣的问题进行自由讨论和发言，发挥各自的特点，相互争论、相互帮助、相互提示或进行分工合作，这就使得课堂学习、小组讨论和协作学习等教学方式交互辉映。网络教学教材是多媒体可双向交流的教材，思想性、科学性、艺术性得到了充分的体现，为各学科的教学提供了丰富的视听环境，给受教育者以全方位的、多维的信息，扩大了教育规模。更重要的是它丰富了教学方式，增强了学习的趣味性、形象性、生动性。3．网络教学的交流范围呈现扩大化
以前人们进行交流的工具主要有信件、电话和传真等普通手段，往往处于被动的信息获取模式。进入网络时代，凭借电子邮件、远程登录、文件传输、讨论组、电子公告板及网络会议等一系列双向信息交流工具，师生双方可就某一问题随时与一国、多国或全球范围内的同行或同学进行讨论交流，不仅速度快，而且费用低廉，完全打破了空间和时间的限制。三 网络教学中的教师角色定位分析 1．教师应为学习资源的设计者和开发者
和传统教学中教师在课前准备教材、备好教案一样，设计和开发基于网络的学习资源是教师开展教学的第一步。课前收集大量的与教学内容有关的学习资料呈现在网上，显示了网络强大的资源共享能力，为学生提供可供选择的学习资源。通过网络中丰富、多元化的教学信息，既培养了学生处理信息的能力，增强了学生的信息素养，更为学生个性化、人性化的网络学习提供了一个自主探索的平台。作为资源的设计者和开发者，教师的主要任务是将教学内容以适当的方式呈现在网上，并尽可能地为学生提供所需要的各种信息和资源。这样就为学生提供了选择空间，学生可根据自身需求选择自己所需要的学习资料，为学生个性化的学习创造条件。2．教师应为学生知识的导航者
随着网络时代的到来，信息社会的文明使知识的创造、存储、学习和利用方式发生了革命性的变化。如何培养学生学会学习、学会创新、学会生存，这是教育工作者必须深入思考的问题。网络信息资源种类、数量繁多，为教学提供了丰富的资源。作为导航者，教
师在有效整合教育资源、提高学习效率的同时应着眼于学生信息素养的培养，逐步有序地、开放地培养学生迅速筛选和获取信息，准确地鉴别信息真伪，创造性地加工和处理信息的能力，为学生的终生学习奠定基础。
3．教师是学生心理健康的咨询者
网络的出现，在缩短了人们之间时空距离的同时，也拉大了人们之间的心灵距离，孤独、忧郁已为现代人的一种流行病。学生虽然通过键盘能与网上其他伙伴进行快速的交流与联系，却往往不善于与周围的人建立良好的人际关系，结果心理问题呈上升趋势。作为教师，在充分发挥其传统教育职能的基础上，还应担当起学生心理健康的咨询者、治疗师等职责，帮助学生在心智方面健康发展。4．教师是学生学习成果评价的参与者、评价者
网络定位 篇3
[关键词] 网络编辑 网络舆情监督 角色新定位
[中图分类号] G237 [文献标识码] A [文章编号] 1009-5853 （2013） 04-0030-03
[Abstract] Network public opinion shows the powerful influence and penetration in the new media environment. In order to implement the effective guidance of network public opinion， network editor should make their role location clearly， strengthen the consciousness of social responsibility， and enhance the supervision of network public opin.
[Key words] Network editor Network monitoring of public opinion New role orientation
加强网络舆情监管，正确引导网上舆论，不仅是政府部门的职责，也是网络编辑的重要任务。网络编辑凭借自身职业特点，可以有意识地参与公众话题的讨论和互动，对新闻信息进行修正和把关，并对相关的公共论坛进行引导和管理，从而在网络舆情监督中发挥特殊作用。
1 网络舆论信任度调查
近几年，新媒体以“全民参与”的架势，不断制造网络舆论热点，打破了传统媒体的新闻垄断，抢占了传统媒体部分议程设置权。网络媒体在公众心中的公信力到底如何？与传统编辑相比，网络编辑在信息过滤、内容把关等方面的职能究竟是弱化还是增强了呢？
据湖北第二师范学院网络文化研究所有关高校网络舆情调查的最新数据显示，在关于“哪种渠道获取的新闻信息更具真实性”的选择中，37.7%的教师选择著名的综合门户网站，如新浪、搜狐等，31.1%选择传统主流媒体创办的网站，如人民网、新华网，16.7%的教师选择政府官方网站，这三个渠道是教师选择的主流。剩下的还有5.8%选择社交网站，3.9%选择外国网站，2.5%选择主流论坛，2.3%选择电子邮件。学生中有33.2%选择门户网站，30.4%选择传统主流媒体创办的网站，排在第三位的是社交网站和政府官方网站，都为11.3%，剩下的排名分别是主流论坛6.7%、外国网站5.7%、电子邮件1.4%。可见，教师和学生的选择大体一致，只是学生对社交网站的依赖程度或信任程度更高一些。
在“如果傳统媒体与网络媒体对同一新闻事件的报道有偏差，您更倾向于相信哪种渠道获取的信息”的调查中，45.9%的教师和60.5%的学生都认为应该先进行比较，再选择性相信。教师中还有39%更相信传统媒体，13%更相信网络媒体，2.1%两者都不相信。在学生中，18.8%更相信传统媒体，15.2%更相信网络媒体，5.5%两者都不相信。
以上调查虽是针对高校师生，但他们作为社会精英群体的代表，能够反映大部分网民的意愿和现状。从上述数据中可以看出，网民对信息渠道的选择比较理性，传统媒体和网络媒体对比而言，多数人更倾向于相信前者。这说明在网民心中，传统媒体较为成熟的编辑管理机制更能保证信息的权威性，网络编辑在网络舆情的判断和监督中应该进一步强化“把关人”意识。目前我国很多网络新闻标题，要么断章取义、题文不符，要么故弄玄虚、哗众取宠，甚至出现“标题党”现象和充满色情诱惑的文字。这些现象从侧面反映了网络编辑内容把关意识的淡薄，从而导致网民对其信任度不高。另外，对于复杂的网络舆情事件，网络编辑应该把引导网络舆情作为一种能力来锻炼，通过多种方式引导网上舆论热点，更好地为群众释疑解惑，形成正面引导、包容多样的网上舆论氛围，把公众情绪引导到健康理性的轨道上来。同时，网络编辑还要发挥信息筛选和稿件配置的专业优势，把握好文字、图片、音频、视频等媒体的配合和使用比例，选择合适的表现形式帮助网民阅读和深度思考[1]。
2 网络编辑的角色转换
在媒体变革中，网络编辑由于本身的职业特点，既是信息发布过程中的把关人，又是网络舆情的监督者，被赋予不同于以往的角色定位。比如，网络编辑应该从幕后走到前台，做好公共论坛的“主持人”和新闻话题的“引导者”[2]。通过在网络媒体上开设互动专栏等形式，主持有关新闻议题的讨论，组织各方的公共对话甚至观点交锋，并将公众意见纳入新闻传播的范围。
公共论坛具有言论自由的特点，作为论坛主持人的编辑，需要在信息过滤的基础上，具备网络舆情的新闻敏感性，主动设置热点议程，积极与公众交流，以平等对话的姿态有效引导舆情，促使事件妥善处置。网络编辑如果居高临下，漠视公众，就会沦为自说自话，舆论引导作用也会变为一句空话。因此，编辑不仅要提供信息，还要提供平台和服务，使媒体价值得到更好体现。近年来，以《人民日报》《求证》栏目、新华社《中国网事》等为代表的传统媒体栏目都已经成为品牌新闻栏目，在及时回应网络热点、澄清事实真相、梳理网民情绪、维护社会公正等方面发挥了突出的作用[3]。
依托网络新媒体，普通民众获得前所未有的参与新闻话题讨论的权利，但是强大的舆论场也会造成新闻信息供给过剩，出现垃圾信息、重复信息等。人们一方面渴求信息，一方面又被繁杂的信息弄得无所适从。因此，网络编辑需要更好地了解公众需求，根据人们不同的关注点有效整合和诠释信息，以满足受众对信息内容和服务的诉求。
3 网络编辑在网络舆情监督中的角色提升
目前，传统媒体与网络媒体优势互补的格局已经初步形成，网络媒体主流化受到业界认可。网络媒体管理者、论坛博客管理员与版主等网络舆论把关人在网络舆论场中的作用受到更多的重视[4]。网络编辑由于自身的职业特点，在网络舆情监督中的作用不容忽视。
3.1 利用新老媒体融合，加强正确的舆论引导
新闻媒体是党、政府和人民的喉舌，新时期党性原则和新闻宣传工作的基本要求是“以科学的理论武装人，以正确的舆论引导人，以高尚的精神塑造人，以优秀的作品鼓舞人”。这一原则和要求在网络新媒体环境下同样适用。
从郭美美事件到小悦悦事件，从故宫失窃案到甘肃校车事故，我们不难发现网络舆论力量的强大。新媒体作为一个开放的平台，在提供思想自由交流空间的同时，也导致混乱，还不乏别有用心的人操纵网民的信息接收。在传统的传媒机制下，编辑可以通过对新闻报道的策划，以及对稿件的选择、加工等，来保证稿件质量，从而保证正确的舆论导向。相对于传统媒体，网络舆论形势更加复杂化，网络信息过滤和传媒监管面临着更大的挑战，媒体人在抵制网络谣言和疏导非理性情绪上面临着更大的压力。因此，做好舆论热点的动态跟踪，加强舆情信息的分析与研判，提升舆情的预警与处置能力，是网络编辑发挥正确舆论引导作用的重要举措。
近两年，借助新老媒体融合，主流媒体的舆论影响力和引导力得到较大提升。2011年上半年，由拆迁引起的冲突事件，在舆论上引起很大反响，《人民日报》评论部在此背景下推出多组系列文章，其中又以“关注社会心态”系列效果突出，以朴实的语言和文风，直面官民关系、贫富差距等社会焦点问题，在网络上引发好评如潮，成为新老媒体良性互动的经典案例。
3.2 精心策划议题，实现从“请你别说”到“来听我说”的转变
一般来说，网络舆论的发酵和沸腾均在互联网，尤其是微博。面对一些突发事件，政府需要及时做出反应，但政务微博运作和网民的信息需求存在一定的差距，比如时效性不强，发布技巧欠缺等，这样就容易给网民造成刻板印象，不利于事实的澄清和事件的处理。
网络编辑工作的一项重要内容是新闻报道策划。在网络舆情事件之后，网络编辑可以依靠完善的采编系统、专业的人才资源和在公众心目中的公信力，准确把握新闻界和公众的疑问，加强新闻策划和议题设置，做好专题研究，紧紧围绕公众最关心的问题来确定信息发布的内容、时机和节奏，切实掌握话语权。特别是复杂化、尖锐化的网络舆情事件，网络编辑对报道的策划和组织在一定程度上是“打通两个舆论场”的重要环节。只有引导公众跟着媒体走，实现从“请你别说”到“来听我说”的引导方式的转变，才是网络舆情应对和危机公关处理的正确做法。
在2011年的抢盐风波中，人民网《重庆视窗》发表系列文章《重庆市民抢购食盐专家：吃碘盐防辐射不起作用》《坚决打击造谣惑众哄抬盐价等违法行为》《重庆食用盐为自产井盐 供应充足没有必要抢购》等，以大量准确、权威的新闻报道释疑止谣，平息了民众恐慌，凸显了网络媒体掌握话语权和引导舆论的重要性。
3.3 及时发现虚假或失实信息，降低网络舆情的负面影响
网络舆情事件发生后，信息会在很短时间内呈几何速度增长，倘若真实消息不能及时到位，势必造成假消息蔓延，导致谣言满天飞。针对网络舆情容易出现偏差的特点，网络编辑应发挥自身优势，以丰富的行政和社会资源澄清真相，降低网络负面新闻传播的影响。
由于信息不对称，当网上出现某种舆论时，网民最需要看到的是真实而权威的信息。但是，广大网民并不具备与当事各方或专家访谈的机会，这样就会引发猜测议论，形成舆论一边倒的现象[5]。尤其是涉及一些特殊領域，如公安局、检察院、法院、技术监督局、卫生防疫部门等的信息，由于这些部门工作的隐蔽性，某些资料或数据是普通网民无法获知的，但这些资料或数据又是澄清网络舆情真相所必需的。网络编辑凭借其职业优势，可以与所报道领域的关键人物对话，包括官员、学者、机构负责人等，以获得相关新闻线索或有力的印证材料。这样，网络编辑就能以全面客观的报道、令人信服的细节，消除疑虑猜测，纠正信息结构上的偏态，还原事实全貌。
网络环境的纷繁复杂给了许多假消息可乘之机。网络编辑相对于普通网民，具备更多的专业知识和工作经验，因而更容易发现虚假信息的破绽和疑点。比如在面对一些“新奇特”信息时，编辑可以通过分析其内容是否违反常识，表述是否含糊不清，消息来源是否可靠等，及时发现问题，避免虚假或失实信息在网上扩散，造成不良后果。
3.4 主动生产和传播信息，发挥微博时代“意见领袖”的作用
微博改变着人类的信息传播方式，影响着传媒格局的变化。不仅专业媒体机构开始进驻微博，将之作为新的信息生产与传播的平台，不少编辑记者也逐渐成为微博的活跃用户。他们利用微博生产和转发各类新闻的数量和频率，远高于普通用户[6]。中国人民大学新闻学院教授蔡雯认为，微博在新闻传播的变革中是一个极有价值的试验区，为新闻工作者提供了一个实现专业理想和职业使命的新舞台[7]。
微博制造舆论话题，助推舆情发展，是新闻传播领域媒体人的共识。网络编辑拥有与普通网民不同的职业身份，该身份为其带来更多的信息和话语优势，使其更容易成为舆论领袖，拥有更多的关注和人气。当公众对网络编辑的职业身份产生期待时，网络编辑的微博就不单单是个人的声音，实际上还可能包含其所在机构的影响。从这个层面看，网络编辑使用微博应该理清双重身份，必要时应承担起和传统采编人员一样的职责。因此，网络编辑的微博要比普通人的微博承担更大的社会责任，面临与普通公众不同的职业规范和法律问题。
随着微博注册用户数的增长，微博的功能越来越全面，譬如反腐曝光、舆论监督、救助维权等。因“微博打拐”“免费午餐”而广为人知的媒体人邓飞的微博，拥有超过百万的粉丝，名人效应明显，其发起的公益行动，获得了积极的舆论评价。所以，网络编辑如果能赢得更高的行业知名度，将更利于社会动员，这已经在多起网络舆情公共事件中得到印证。正因为如此，众多的媒体机构开始重视培养本领域、本部门的“意见领袖”，在网络舆情事件中先声夺人，取信于民，引导网络文化健康发展。
4 结 语
在国内外大量网络舆情事件中，“打通两个舆论场”逐渐被业内人士所认同，网络编辑的作用受到越来越多的重视。网络舆情监管是一项复杂的系统工程，网络编辑需要和多方力量配合，积极应对、主动出击，在净化网络空间上凸显自己独特的价值。
注 释
[1]周璀璇.浅议网络媒体的发展与网络编辑的职业要求[J].新闻传播，2011（12）：152
[2]蔡雯.网络编辑学（第二版）[M].北京：中国人民大学出版社，2010：41
[3][4]刘鹏飞，周培源.2011年网络舆情走势与社会舆论格局[J].新闻记者，2012（1）：3-9
[5]郑诚.传统媒体的网络舆情处置策略[J].新闻窗，2012（1）：68
[6]张明新.自由与责任之间：媒体人基于微博的信息生产和传播[J].青年记者，2011（6）：19
[7]蔡雯.媒体微博：新闻传播变革的试验区——从地方报纸两会报道中的微博利用说起[J].新闻记者，2011（3）：40-43
室内无线网络定位技术研究 篇4
使用室内定位系统(Indoor Positioning Systems,IPS)来估计无线设备(例如:笔记本电脑、手持设备等)的位置。典型的应用属性包括从接入点收到的接收信号强度(Received Signal Strength,RSS),信号到达的角度(Angle of Arrival,AOA),到达时间(Time of Arrival TOA),到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)。所有这些属性中,RSS是目前唯一价格合理的硬件可以测量的属性[2]。在实验室环境下,RSS信号的衰减与距离的对数呈线性关系,在二维空间,利用3个接入点的RSS信号进行三角测量可以确定一个标签的位置。在实际中,建筑物的物理特性例如:墙、电梯、家具以及人们的活动都会给RSS信号带来影响。
距离是确定位置的根本,因此必须选择适当的测量距离方法。一般有两种方法,传输时间(Time of Flight,TOF)和信号衰减(Sig-
nal Attenuation)。
传输时间为无线电波从A点到B点传输使用的时间。无线电波以光速进行传播,据此我们可以通过测量传输时间,很容易地计算出两点之间的距离。由于时钟频率的有限性,数字电子测量的时间是离散的单位时间。由于光的传播速度很高,为了得到准确的测量距离,需要高分辨率的时钟测量时间。无线电波的反射可能引起问题,现在人们还不能分辨直接传播过来的无线电波和反射回来的无线电波的差异。但是,通过多种测量方法,尽可能消除这种问题或将这种问题的影响降至最低应。
在一定距离内,信号强度与距离成反比,并且信号衰减与距离的对数成反比。路径损耗是由于传输导致信号的强度减弱,其中的一部分损耗就是由于障碍物和其他环境因素造成的。另一部分是自由空间路径损耗,就是空间损耗,而不是障碍或其它干扰因素。
无线网络中位置估测技术大致可分为用于建模的方法和监督学习方法。对于建模方法,多数技术覆盖全部区域并收集来自所有可见的一个或多个接入点信号强度的样本采样点。每个点映射到一个信号强度矢量或信号强度的概率分布。这种技术在数据收集方面需要大量的工作。另外,它使用参数模型,计算与建筑物有关的信号传播物理衰减详细情况来获取相关区域内长期变化的详细地图。
监督学习方法,训练阶段数据包括信号强度向量,每个向量代表一个已知位置。向量维数等于接入点的数量。其相应的位置可能是一维、二维和三维。收集位置信息劳动量非常大,需要测量相对于参考物体(例如:墙体)的物理距离。在模型建立阶段,建立了信号强度向量到物理位置的预测模型。
收集大量的训练数据和必要的物理位置测量需要巨额的前期成本和部署工作。而且,即使在普通的办公室环境下,改变环境、建筑物和室内情况都会影响到信号传播,需要重新采集数据以维持无线电测量的准确性。因此,最大限度地减少训练观察次数,充分配置一个特定的网络,应该尽量减少对墙体、地板等的依赖。
1 通常的无线定位系统
全球定位系统(GPS)是美国政府的卫星导航系统,该系统24颗卫星组成,它们位于距地表20 200km的上空,均匀分布在6个轨道面上,每一个卫星周期是12小时。因此,从地球上的任何一点可以看见8-12颗卫星。每颗卫星广播扩频信号在1575.42 MHz和1227.6MHz。信号包含两个部分:时间代码和导航信息。GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。
GPS和无线电技术是有效的定位技术。虽然GPS是广泛的定位技术,但由于成本、功率要求以及不能在某些特定环境工作,例如室内、地下室和城市峡谷地带,现今市场上可以运用GPS定位的设备还是有限的。
由微软开发的RADAR系统利用无线电频率的定位系统。它通过测量多个基站的信号强度,这些信号强度与信号强度数据库相比,以确定目标物体距离,然后计算的目标物体的位置。通过记录和处理多个基站的信号强度,RADAR系统得以运行,在相关区域,这些基站信号重叠。这有两个优点:只需要有三,四个基站,可以安放很容易地基础设施,无线局域网WLAN可以非常容易地设置。然而,信号强度很容易受环境干扰。
无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术利用无线射频信号自动识别目标物体或者对目标无图进行定位,通常主要由阅读器、电子标签和天线组成,以无线收发器为标签(Tag)来标志目标物体,标签上携带关于这个对象的数据信息。标签无线电收发器通过无线电波将这些数据发射到阅读器(Reader)。阅读器对这些数据进行收集,并通过计算机处理它们。射频识别技术的特点:不受空间限制,可快速进行物体追踪和数据交换,可实现批量读取和远程读取。近年来,电子产品码(Electronic Product Code,EPC)和物联网(Internet of Thing)不断宣传,加之沃尔玛、美国国防部等对RFID的应用,RFID已经成为科技界的热点之一,被逐渐应用于物流仓储、商品销售、工业制造、资产管理、交通运输、动物识别、军事航空和防卫防盗等各个领域。
2 无线网络定位的相关理论
2.1 树理论(Tree)
聚类(Cluster)分析是由若干模式组成的,通常,模式是一个度量向量,或者是多维空间中的一个点。聚类分析以相似性为基础,在一个聚类中的模式之间比不在同一聚类中的模式之间具有更多的相似性。
网格空间被分成聚类,决策树用来查询每个聚类,联合聚类技术利用聚类的位置图和概率分布进行无线定位。聚类,代表离线阶段测量的一个接入点的位置以及对不同的访问点的信号强度的联合概率分布。实时定位阶段,从某些接入点集合接收到信号强度(RSS),这些接受信号强度(RSS)是用来确定群集搜索可能的位置,电子地图和贝叶斯理论用来搜索用户在集群中最可能的位置。利用接入点选择的接受信号强度(RSS)决定哪个簇是目标物体的可能位置。聚类和决策树的方法(CADET),在无线区域中无线接入点集合显示出良好性能,对噪声数据有很好的抗干扰性[2]。
此算法的性能主要取决于决策树的结构,建立一颗决策树可能只要对数据库进行几遍扫描之后就能完成,需要的计算资源较少;树的搜索过程是一个在结点内搜索和沿着某一条路径向下一层搜索交替进行的过程。因此,树的搜索时间与树的阶数和树的高度有关。搜索成功所需要的时间取决于关键码所在的树的层次,搜索不成功所需要的时间取决于树的高度,关键字节点的数目,取决于网格空间划分的粒度,必须加以权衡。
2.2 图论(Graph)
图形化模式是一种多元统计模型集合,并融合了环境无关性技术。图模型中所有变量都是离散的变量,图中的顶点对应的随机变量和边缘编码关系,边对应变量之间的关系。迄今为止,大多数图模型针对有向无环图,不含环的无向图,连锁图,图中可以含有有向边和无向边但不能有环。
文献[2]讨论了有向无环图(acyclic digraphs,ADGs),图中包含连续性随机变量。在ADGs中,所有的边都是有向边,用箭头表示。如果有向无环图中不含回路,则它是非循环的。图中每一个顶点代表一个随机变量,包含样本空间的位置信息。在一个有向无环图中,父节点的有向边指向其子节点,某节点直接指向的节点为其子女节点。如果有从节点v到节点w的有向边,则节点w是节点v的子节点。节点v的父节点(可能有多个父节点)是v的唯一影响因素,因此节点v相对于自己的非父节点是独立的。
由于图中所有的变量是离散的,Spiegelhalter和Lauritzen(1990)提出了贝叶斯分析并说明独立的Dirichlet先验分布,当数据到达后进行局部更新,形成后验分配。Heckerman,Geiger和Chickering(1995)提出了相应的完整的数据概似函数封闭形式表达式和后验概率模型。Madigan和York(1995年)描述了相应的贝叶斯模型平均程序。在Bayesian框架下,模型参数为随机变量,用图中顶点表示;顶点之间的联系用图中的边表示[2]。
2.3 模糊数学(Fuzzy Math)
人与计算机相比,一般来说,人脑具有处理模糊信息的能力,善于判断和处理模糊现象。各门学科,尤其是人文、社会学科及其它“软科学”的数学化、定量化趋向把模糊性的数学处理问题推向中心地位。尤其是,随着电子计算机、控制论、系统科学的迅速发展,要使计算机能像人脑那样对复杂事物具有识别能力,就必须研究和处理模糊性。
模糊数学又称FUZZY数学。“模糊”二字译自英文“FUZZY”一词。模糊数学是研究和处理模糊性现象的一种数学理论和方法。经典的集合论明确地规定:每一个集合都必须由确定的元素所构成,元素对集合的隶属关系必须是明确的。对模糊性的数学处理是以将经典的集合论扩展为模糊集合论为基础,对模糊现象的数学处理就是在这个基础上展开的。
接受信号强度(RSS)的不确定性可以抽象化为模糊集。所谓模糊概念是指这个概念具有不确定性,或者说它的外延是不清晰的,是模糊的。模糊理论是以模糊集合(fuzzy set)为基础,其基本精神是接受模糊性现象存在的事实,而以处理概念模糊不确定的事物为其研究目标,并将其严格量化成计算机可以处理的信息。离线阶段,建立无线电地图并用来模糊推理系统实验,有6个RSS信号值的模糊集:优秀,非常好,好,低,极低,和无。目标设备对定位区域的隶属度和位置,用RSS信号的模糊度来估计[1]。
2.4 概率论(Probabilistic)
由J.Pearl(1988)提出将概率论应用于不确定性推理,利用数学和计算机将不同的信息来源和各种不确定性因素结合,是人工智能、概率论、图论相结合的产物,已被广泛应用于预测、分类、因果分析等工程领域[2]。
无线定位技术一般分为确定性和概率性。确定性技术基于确定的范围或临近关系。确定范围的技术使用信道特性,例如接受信号强度(Received Signal Strength,RSS),计算目标物体和无线接入点(Access Point,AP)之间的距离。神经网络,特别是一个广义回归神经网络(General regression neural network,GRNN),已被用作匹配的地理定位系统的算法。该算法用于模式匹配算法,在训练阶段,神经网络的输入每一个测量RSS信号的接入点和接入点相应的无线电地图网格位置。有一个隐藏的GRNN的层和一个输出层,输出层两个神经元对应电子地图x、y坐标。实时定位阶段,GRNN网输入一组相应的RSS值,输出的是在栅格地图中估计的用户位置的X和Y坐标。在移动设备上运行位置估计算法需要一个无线电地图备份,运行在目标设备上的算法的优点是用户的隐私保护和改善可扩展性[1]。
在室内无线环境中,概率论方法具有不确定性,构建不同地点信号强度分布的无线电地图并使用的概率推理方法定位。概率定位,在相关的领域构建条件概率分布,来确定目标物体在一些特定时间点的位置的可能性。概率技术比确定性技术有很高的计算复杂性但同时也具备较高的精确性。这些技术通常由离线训练阶段和实时定位阶段组成。有些位置估测技术由相关领域可达位置的RSS值在离线阶段建立电子地图。室内区域由多个接入点覆盖,系统收集在不同地点接入点的信号强度,并构造一个基于直方图的电子图。然后,系统读取从任意位置收到的信号强度,从电子地图上估计与实际距离最接近的值,运用直方图进行位置估计更加细致的量化接收信号强度(RSS),不仅可以提高定位的精确性还可以无线信道中的噪音[6]。
但是,使用概率论方法进行位置估计有一些缺点。首先,这些方法都需要大量的训练模型准确标记的数据。在现实中,数据收集是一个耗时的过程。在室内的环境中收集和标记信号强度数据,前期测试花费很多时间。其次,由于非线性原因,建立物理空间和无线信号之间的联系是非常困难的。因此,即使有很多的收集数据,两个空间之间的直接映射可能并不能正常工作。第三,许多概率技术采用的分类的方法,把相关场所看做离散量来分类。然而,这种方法忽略了物理上的邻近地点属性相似的重要属性。
2.5 DV-hop算法
DV-hop算法不使用所有的距离信息,仅仅基于拓扑信息。DV-Hop基本上由两个阶段。在第一阶段,节点获得位置和到锚节点最小跳数。第二个是需要将校准波转换成距离。这种转换包括乘以平均跳数的距离。每当利用锚A1推断另一个锚A2在校准波的位置时,需要计算它们之间的距离,并把它们之间的距离划分成了多跳并计算出A1和A2之间的平均每跳的距离。当校准的时候,系统知道所有的锚,锚节点收到额外的锚信息,重复校准程序。但只有第一个锚节点转发校准信息,从而降低了网络中的信息量。
当通过多跳传播距离信息时,会产生累积误差。一些大型网络中,即使通过很少的锚节点(长距离)或小范围传播的硬件等,此累积误差变得尤为显著。这种定位方法依赖于网络拓扑结构,网络拓扑结构不规则时,定位精度严重下降。
3 无线定位网络
3.1 贝叶斯网络定位
贝叶斯网络又称信度网络,是一种概率网络,基于概率推理和有向图网络结构描述,贝叶斯公式是这个概率网络的基础,直观地表达变量联合概率分布及其条件独立性。所谓概率推理就是通过一些变量的信息来获取其他的概率信息的过程,基于概率推理的贝叶斯网络(Bayesian network)是为了解决不定性和不完整性问题而提出的,其关键是确定节点的联合概率分布,它对于解决复杂设备不确定性和关联性引起的问题有很大优势。不同贝叶斯网络模型的区别在于他们以不同的方式求解该概率分布[2]。
贝叶斯网络有定性部分(有向无环图表示网络拓扑结构)和定量部分(条件概率表)组成,用N=
贝叶斯网络基本推理任务是给定一个变量集合的观测值,计算出另一个被调查的变量集合的后验概率分布。贝叶斯网络推理主要利用贝叶斯网络对变量联合概率分布的表达式计算待求概率值的过程,是贝叶斯网络应用的基础。利用分层贝叶斯模型融合重要的先验信息和物理模型特性建立逼真的复杂定位模型,有两种定位方法:第一种,基于客户端模型,客户端测量接收到各个接入点发射来的信号强度,利用这些信息来确定自己的位置,这种定位方法,目标设备上需要有电子地图的拷贝,在目标设备上运行算法既保证了用户隐私的保密性又提高了可扩展性。但是对客户端要求较高,必须考虑到客户端对能量的需求;第二种基于框架的模型,系统利用所谓的嗅觉器监测客户端发出的信号强度,这种方法要事先设置探测器,并已知探测器的位置,将分层贝叶斯模型与先前的Wi-Fi信号特性相融合,在没有任何物理位置信息的情况下,进行精确定位[2]。
3.2 Wi-Fi网络定位
基于IEEE802.11b的Wi-Fi无线网络基础设施包括许多无线客户端和接入点,接入点作为无线网络和有线网桥梁,Wi-Fi是一种短程无线传输技术。能够访问Wi-Fi网络的地方被称为热点。Wi-Fi或802.11b在2.4Ghz频段工作,所支持的网速最高达11Mbps。标准Wi-Fi网络设置包括一个或多个接入点为用户终端,通过无线电波联网,常见的是无线路由器,在无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用Wi-Fi连接方式进行联网。
Wi-Fi网络在不增加额外的硬件情况下,轻松应用于位置估计,可以被更多的人使用。在Wi-Fi网络环境中,通过分析接入点相对于无线网络设备信号强度或者信噪比来推断目标物体的位置[4]。客户端使用或“连接”到一个接入点,此接入点提供最强的RSS信号。客户端漫游,它定期检查信号强度,以确定最佳的接入点。通过信号测量,可以得到客户端的位置。
WIFI适配器使用扩频技术,遍及多个频率的信号。通过这种方法,一个频率的信号受到干扰不会影响整个无线电信号。信号本身传播方式复杂多变。当无线电波遇到障碍物,引起反射、吸收、衍射,会随机改变信号强度。其他各种因素,如噪音、物理干涉和不同信道之间的干扰也会影响信号。水的共振频率为2.4 GHz,人体70%是水,因此,人体也吸收无线电波信号和影响信号强度。这一切的后果是,接收信号强度随地点改变而改变并且在同一个地点随时间改变而改变。但是,位置空间相邻的信号形状相似,虽然存在各种外部变化,无线电信号形状在短距离内仍相似,而且,在小范围区域无线电信号强度随时间变化很小,信号衰减大致与距离的对数成反比[12]。
3.3 Ad-hoc网络定位
Ad Hoc网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络,网络中的节点均由移动主机构成。移动IP网络中移动主机不具备路由功能,只是一个普通的通信终端,而Ad hoc网络中的主机同时也相当于路由器,具有路由功能,主要完成发现和维持到其他节点的路由。移动IP网络中移动主机从一个区移动到另一个区时并不改变网络拓扑结构,而Ad Hoc网络中移动主机的移动将会导致拓扑结构的改变。由于Ad-hoc网络是自组织网络,所以Ad-hoc网络中的定位均依赖于网络的拓扑结构进行定位,即Ad-hoc网络的定位不依赖于基于距离的定位技术。比如利用DV-hop算法进行无线定位。
分布式算法可大规模应用于Ad hoc传感器网络。这种算法应该是:自组织(即不依赖于周围环境的基础设施)、稳健(即可以允许的范围内节点失败和错误)和节省能源(即几乎不需要计算,特别是通信)。
Ad hoc网络的应用包括:交互式演讲、共享信息的会议、无线接入网、战场上信息中继及防汛抗洪等紧急通信需要。网络既可以作为一种独立的网络运行,也可以作为当前具有固定设施网络的一种补充形式,生存性较强的后备网络。也使用于没有有线通信的地方,如没有建立硬件通信设施或有线通信设施遭到破坏的地方,很适合灾难救助、偏远地区通信等应用[11]。
Ad Hoc网络最初应用于军事领域,起源于战场环境下分组无线网数据通信项目,该项目DARPA由资助,其后,又在1983年和1994年进行了抗毁可适应网络(Surveivable Adaptive Network,SURAN)和全球移动信息系统(Global Information System,GIo Mo)项目的研究。由于无线通信和终端技术的不断发展,Ad Hoc网络在民用环境下也得到了发展,如需要在没有有线基础设施的地区进行临时通信时,可以很方便地通过搭建Ad Hoc网络实现。
通过对以上定位思想的简要概述,接下来,我们提出了一种改进的无线定位思想:
4 接收信号强度差(Received Difference of Signal Strength,RDSS)
在各种定位系统中,RSS是唯一价格合理的硬件可以测量的特性,还有很多研究用飞行时间来测量目标物体的位置,由于无线电波飞行速度很快,所以,需要严格的时间同步,TDOA的思想是:通过各个接收点接收到的无线电信号到达时间差来进行位置估计;和TDOA相类似,这里用多个接入点而不是一个接入点来估计目标物体的位置,RSS是利用接入点接收到的信号强度进行定位,但是无线电信号会受到各种干扰因素的影响,不同的时间,接收点接收的无线电信号也会不同,从而影响定位精度。我们提出一种算法的思想就是:利用多个接入点接收无线电信号,对于目标物体的定位算法,不是直接利用RSS值进行计算,而是通过数据库中事先建立的各个接入点的无线电信号差值与定位区域中各位置的对应关系即各个点的位置和信号强度差值关系的离线数据库,当然这个算法前期也需要也要做许多数据收集方面的工作;用多个接入点接收到的信号差值与数据库中事先建立起的对应关系来查找目标物体应该处于的位置。由于RSS信号受到其他因素干扰,如果一个接入点接收到的信号受到干扰,其他接入点也应该受到相应的干扰,但如果目标物体的位置没有发生变化,各个接入点的无线电信号干扰差值变化应该具有某种规律,应用这种规律定位,应该可以减少信号衰减对无线电定位的影响。这种方法不需要额外的硬件开销,各个接入点接收的还是RSS信号,RSS信号差值可以通过软件计算,数据库中也要做相应的改进,不是单单存储RSS信号与物理位置的对应关系而是存储多个接入点的RSS信号差值与物理空间各位置的对应关系。
5 结论
本文简要介绍了无线网络中定位问题的相关理论,简要介绍了GPS、微软的RARDAR系统和RFID系统,然后介绍了无线定位中应用的相关理论,接下来简要介绍了Bayesian网络、WIFI网络和Ad hoc网络定位。最后,结合RSS定位与TOOA定位,提出了一种改进的定位方法———接收信号强度差(RDSS)定位技术。
参考文献
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[11]Agre J,Akinyemi A,Ji L,et al.A Layered Architecture for Location-based Services in Wireless Ad Hoc Networks[D].Fujitsu Laboratory of America.
论网络时代的历史定位及其内涵 篇5
祝文燕
(北京师范大学研究生工作处,北京 100875)
[摘要]在迄今的人类历史发展历程中,石器、蒸汽机、互联网的发明创造,分别开启了手工工具时代、机器时代和网络时代;网络时代的基本特征是“网络化”,表现为网络化的社会构型、网络化的信息资源和网络化的全球联系,其核心是“网络化成为人们的基本生存方式”。网络化生存,产生于现实与虚拟的相互作用之中。现实与虚拟的互动生成人性、人的本质特征和人的具体生存样态的动态机制。这一机制包含介入、选择、融合、自解四个环节,由此将个体的生成和存在置于一个动态、开放的机制之中。
[关键词]网络时代;互联网;时代划分
网络并不是一个新名词,从工业革命后期开始,它就作为表征系统联系、相互牵涉的概念被广泛使用。然而,使之真正成为时尚流行、妇孺皆知的社会“高频词”却是近十多年的事情。互联网的兴起和发展既拓展了“网络”的内涵,又赋予其特定、专有的意义,以至于许多人将我们所处的这个不断发展的时代指称为“网络时代”。
要给“网络时代”一个明确的定义和内涵,使之令人信服的与弗·马克卢普、彼德·德鲁克的“知识经济社会”、丹尼尔·贝尔的“后工业社会”、约翰·奈斯比特的“信息社会”、马克·波斯特的“电子传播时代”、尼葛洛庞帝的“数字化时代”,以及曼纽尔·卡斯特的“网络社会”比肩而立,必须回答为什么要以“网络”命名一个时代、网络时代的历史定位、网络时代的内涵等几个关键问题。
一、网络的意义
网络环境下高校师生关系的定位 篇6
[关键词]网络教学模式；高校教师；角色转换；定位
一、网络环境下的教学模式特点
（一）互动性教学
借助多媒体网络环境，实现了灵活的“人机对话”。不仅教师和学生可以快速交流，教师可以根据学生反馈的信息调整教学，而且同班同学之间，甚至是在异地的人之间也可以进行交流。
（二）情境性教学
“情境”是学习环境的重要因素之一，它能激发学习兴趣，诱发学习动机。多媒体网络可以为课堂教学营造一个集声、形、光、色、景于一体的情境。
（三）资源共享性教学
多媒体网络环境的出现，学生面对的是一个巨大的信息资源网，人人可以在这里寻找自己所需要及喜爱的知识去学习欣赏，打破了传统教育中教师对信息源的垄断；同时也打破了传统教育中的地域限制、时间限制等。
（四）辅助性教学
一些有剧毒或会爆炸的危险实验，或装置规模大、根本无法在课堂内演示的以及一般视觉不容易观察得到的瞬间即逝的实验或持续过程较长的实验，可以借助多媒体实验并配以放映实验录像，变静为动，大小互化，把微观粒子扩大为宏观的示意图像，用动画的形式给学生以生动的展示。这就发挥了多媒体网络课件的辅助功能，从而有效地弥补了传统教学在这些方面的不足。
（五）个性化教学
随着信息技术智能化的发展，理想的网络数据库可以根据每一个学生学习的情况，进行级别认定，并自动生成相应的教学内容，做好教学进度的安排，实现个性化的教育教学，使千百年来人们所期待的因材施教真正变成现实。
正是因为多媒体网络教学环境有助于实现互动性、个性化的教学，而且富有鲜明、直观的画面，优雅、感人的音响，所以在课堂教学中借助这种环境不仅能使所需要传递的教学信息充分表达，而且可以激发学习者的学习兴趣，使学习者处于积极的学习状态，促进对信息的接受、理解和记忆，从而能更好地启迪创造性思维。
二、网络教学模式下高校教师角色的定位
（一）教师的主要职能由“教”变为“导”
信息时代，人们很容易从网络等媒介中获得信息和知识，教师已不再是知识的拥有者，学生可能通过各种信息途径获取比教师更多、更精确的知识[4]。因此，教师的职责已经不可能再是单纯的传授知识，教师的任务更多地体现在“导”上，帮助学生决定适合个体需要和个体实际的学习目标，创设丰富的教学情景，激发学生获取知识和能力的动机，培养健康的兴趣，发展学生认知、判断、选择各种能力，养成良好的学习习惯，塑造高尚的道德、健全的人格和健康的心理。
（二）教师与学生建立开放型的合作关系
计算机网络使课堂全球化，支持地理上分离的学校，研究单位和个体间的合作，对每一个教师和学生提供更为公平、开放获取知识、信息的途径，课堂中的师生关系发生了巨大转变，教师与学生的合作关系更加开放，教师可以通过网络与自己的学习进行正式或非正式的交流并进行各种问题讨论，在这种环境中相互尊重与信任是合作基础传统的师道尊严不再存在，在网络环境中他们可以自由地探讨成长过程和学习过程中遇到的各种问题，合作研究共同感兴趣的问题。
（三）教师应在课程的设计和开发发挥更大的作用
在信息时代里，学科领域间的分界线越来越模糊，教师要以建构主义的学习理论为基础，决定学生们在学校应该学什么，以一系列新技能为基础来改组课程。教师作为课程的主要实施者，积极规划课程的内容，制定教学方法和策略，制定课程的评价方法和手段。
（四）教师要成为一名积极学习者
信息时代知识更新的速度成倍加快，面对这一现实，他们在学校里学习知识对他们的以后教学是不够用的，必须不断更新和改造自己知识和技术，需要教师成为一名积极的终身学习者，并以这种态度来影响所教的学生，教师不仅要关注所教学科方面的知识，还要注意获取一些其他领域的最新成果和动态。
三、网络教学模式下高校教师角色的转换
（一）高校教师应成为网络教学的设计者、开发者和研究者
开展网络教学，除了像传统课堂教学那样传授专业知识与技能外，更为重要的应是对学习方法和研究方法的传授。若能在原有基础上掌握了学习方法，学会了学习，就能真正地提高获取和加工信息的能力。俗话说：“授人以鱼，不如授人以渔”。因此，高校教师应对网络教学进行深入的设计、研究与开发，学会利用各种不同的方法和手段来有效地设计和组织教学，传递教学内容，充分地认识各种现代教学媒体的缺陷与不足，灵活多样地在教学中使用他们，发挥出每种教学手段的应有效能。
（二）高校教师应成为网络教学的辅导者、帮助者和领航员
网络教学中，虽然作为教学主体的高校学生参与教学的积极性、主动性能够得以充分的发挥，但教师的主导作用却不容忽略。这主要是因为网络信息鱼龙混杂，良莠不齐，涉世不深的学生往往变得茫茫然，难辨真伪，容易受不良信息的影响。此外，网络信息极为丰富，为了避免学生迷失方向，减少他们自由探索网络所需要的时间，教师的指导是必不可少的。这就要求教师必须具备极强的信息辨识能力与获取能力，以辅导者、帮助者和领航员的身份引导学生正确地利用网络，确保网络教学的正常进行。
（三）高校教师应成为网络教学信息的提供者
因特网上的大量信息资源来源于哪里？微软公司中国部总裁杜家滨先生曾说：“我可能在100次中有99次是从Internet拿东西，只有一次是把我的东西放上去。如果全世界很多人都有这个1%，这就是一个很大的数目”。可见汇小溪而成大川这个简单的道理在因特网上的体现是再清楚不过了。高校教师既然是网络信息资源的利用者，在利用网络资源的同时，就应重视掌握必要的网络制作开发技术，对于网络提供的材料加以认真的研究，并放回网络中，成为网络教学信息的提供者。
总之，网络教学模式下教师角色定位和转换是促成新世纪教育跨越发展的必要条件之一。为了促进学生对所学知识的意义建构，为了辅导完成以学生为主的利用现代教育技术的学习，要求教师要不断更新观念，注重自身素质提高。教师不仅要精通教学内容，更要熟悉学生、掌握学生的认知规律，还要掌握现代教育技术，充分利用人类学习资源，设计开发有效的教育资源，对学生的学习给予客观的引导与具体的帮助，充分发挥组织者、指导者、协助者和促进者的作用。
[参考文献]
[1]梁建.网络教育的发展与思考[J].中国教育学刊，2004，(1).
无线传感器网络定位算法研究 篇7
在无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN) 研究中,节点定位一直是热点问题,因为节点定位对无线传感器网络的有效性起着至关重要的作用[1]。目前,无线传感器网络已经广泛应用于智能物流、智能交通、智能家居以及智能农业等场合,而在这些应用场合中,对信息来源的精准定位至关重要,否则获取的信息将失去意义。目前,节点定位算法根据是否需要测量节点间的信息,划分为基于测距定位算法和无需测距定位算法[2]。基于测距技术定位算法定位精度高,但对硬件依赖性高,不适合低功耗、低成本的无线传感网应用领域。无需测距定位算法通过交换相邻节点间的信息确定未知节点的位置,其定位精度较低,但对硬件依赖性不高,并且能满足多数无线传感器网络的定位要 求,因此对其 研究和改 进有着重 要意义[3]。目前无需测距定位算法主要有质心算法、凸规划算法、DV-Hop算法和APIT算法等[4]。本文在质心和DVHop算法的基础上,提出了检测质心和DV-Hop算法节点可信度特征的算法,并对该算法进行了仿真测试。
1质心与DV-Hop算法
1.1质心算法
质心定位算法由南 加州大学Nirupama Bulusu等学者提出,它是一种无需测距的室外定位算法[5]。质心定位算法的基本思想是在一定通信范围内,通过计算包围未知节点的锚节点构成的多边形质心来估计未知节点的位置。 质心算法的伪代码如下:
begin
Each anchor node broadcasts its position.
Each sensor node listens for beacons(Xi,Yi)from anchors and computes a connectivity metric,for each anchor node Aiit has received beacons from.This metric is defined as follows:
;/*在时间t内,Nrecv(Ai,t)为从锚节点处接收到的信标总数,Nsent(Ai,t)为锚节点Ai发送的信标数目。*/
if(CMk,Ai≥M)then /*M是门限*/
end
质心算法的优点就是简单、计算量小,缺点是要达到较高的精确度,需要较多的锚节点数量[6]。
1.2DV-Hop算法
DV-Hop算法由美 国Rutgers大学的Niculescu提出[7]。DV-Hop算法的核心思想分为3个阶段:1计算未知节点与锚节点之 间的最小 跳数;2估算平均 每跳的距 离;3使用跳段距离代替实际距离计算未知节点的定位坐标。DV-Hop算法流程如图1所示。
DV-Hop算法的特点是:在节点分布均匀时,定位误差率低;而当节点分布不均匀时,由于计算距离过程中误差累积较大,因此定位误差率高。
2节点可信度特征分析算法设计
在相同的节点分布密度以及网络连通度情况下,质心与DV-Hop算法的可信度研究主要通过落在规定范围内的概率大小来反映,接下来将着重介绍如何设计概率分布检测规则。
2.1概率分布检测规则设计
概率分布检测规则 的主要思 想有:1分别用质 心和DV-Hop算法对同一未 知节点进 行定位,并分别记 录其值;2分别计算未知节点与两种算法计算值之间的距离; 3判断其距离与通信半径关系,记录落在规定范围内的概率,分别以2倍、1倍和0.5倍半径进行讨论。规则中之所以对2倍、1倍和0.5倍通信半 径所围成 的圆进行 讨论,是因为先以1倍半径为参照,然后对讨论的范围适当进行放大和缩小,如果目标节点落在了2倍半径之外,说明估算值误差大,如果目标节点落在了0.5倍半径内,说明估算值误差小。
图2给出了判断质心算法概率分布检测规则。其中A为目标结点,r为节点通信半径距离、D、D′、D′′为使用质心算法 估算的目 标节点可 能存在的 位置。以A为圆心,AB之间的距离为节点通信半径来讨论估算出的目标节点是否落在其围成的圆内。落在圆内,则进行记录,否则不记录。由于估算出的目标节点可能落在大于以A为圆心、AB之间的距离为半径的圆内D′的位置,也可能落在小于以A为圆心、AB之间的距离为半径的圆内D″的位置。为此,还要研究以A点为圆心、两倍的AB距离为半径和以A点为圆心、1/2的AB距离为半 径这两种 情况下,目标节点落在范围内的概率分布。DV-Hop算法的概率分布检测规则与上相同。
假设目标节点Ai的位置为(xi,yi),通过质心算法估算出的目标节点位置为Di,坐标为(pi,qi),则AiDi之间的距离为,r为节点通信半径距离,质心与DV-Hop算法概率检测公式为:
其中α为常量,其值为2、1或者0.5。
2.2节点可信度检测仿真算法
节点可信度检测仿真算法实现步骤:1产生节点均匀随机分布的网络拓扑;2分别用质心和DV-Hop算法估算出目标节点的位置;3用两点距离公式计算目标位置与估算出的目标位置之间的距离;4用概率检测公式(1)检测质心算法估算的目标节点是否落在规定范围内;5用概率检测公式(1)检测DV-Hop算法估算的目标节点是否落在规定范围内;6分别计算两种情况下的概率分布情况,计算公式为:
其中n为落在规定范围内的个数,N为节点总数,M为锚节点个数。
3仿真结果及分析
本文采用MATLAB 7.0对提出的算法进行仿真,仿真参数设置见表1,并对仿真结果进行比较分析,得到图3、图4、图5的结果。
基于无线网络的定位系统设计 篇8
1 构建无线传感网络
(1)Zig Bee协议是建立于IEEE 802.15.4标准基础上的,通过定义了两种不同类型的物理设备来诠释网络中的设备点:全功能设备(Full Funetion Device,FFD)和简化功能设备(Redueed Funetion Deviee,RFD)。网络在逻辑上分为了三类设备,即终端设备、路由器和协调器。其中,协调器作为三类设备中最为复杂的一种,负责发送网络信标,建立和初始化Zig Bee网络,从而确定网络工作的信道以及16位网络地址的分配等;而路由器在接入网络后,自动获得一个16位网络地址,并允许在其通信范围内的其他节点加入或者离开网络,同时具有路由和转发数据的功能;终端设备可以由简化功能设备RFD或者全功能设备FFD构成,它只能与父节点进行通信,并从父节点处获得网络标识符和短地址等信息。
在实际测量时,在坑道适当位置每隔150米设置一个Zigbee网络模块(FFD,坑道中为路由器,出口为协调器),同时在其它需要定位人员身上配备一个Zigbee网络模块(RFD),该终端可由矿灯进行供电。Zigbee无线网络布局如图1所示。
(2)全功能设备(FFD)由CC24 30和CC2591组成,其中CC2591是一款高性能的低成本前端,适用于诸如Zig Bee网络、传感器、工业、消费类电子以及音频设备等所有2.4GHz无线系统。CC2430片上集成高性能8051内核、ADC、USART等,支持Zig Bee协议栈支持网络节点精确定位[2]。
(3)对自身网络终端的定位方法:信号强度测距法RSSI(Received Signal Strength Indicator)。在网络节点上设置好发射功率,通过对接收节点所收到的功率进行计算,考虑传播过程中的损耗,将最终值转化为距离数据。得到三个以上定位节点与移动节点之间的距离信息后,采用三边测量法可计算出未知节点的位置[3]。
CC2431是一种自带RSSI功能的芯片,定位精度可达到25cm。CC2431芯片的RSSI是一个8位的寄存器值,RSSI功率值在转换前由RSSI_VAL进行存储并且可以转化为与RF管脚相关的功率P。RSSI_OFFSET为一个能量修正值,在不同的环境下,通过测试可选择最优的参数,因此它的数值一般是随环境变化的,需要对射频模块进行测距实验进行测定。
2 485总线通信
RS-485总结具有传输速率高的特点,可达10Mbps,接口是采用差分总线的结构,能较好的增强抗共模干扰能力,即抗噪声干扰性好,因此本系统采用RS485总结连接Zigbee协调器和主控电脑[4]。
3 上位机监控软件
系统软件采用VC6.0实现后台模拟系统,如图2所示。人员的信息查找、进入特殊区域人员的统计查询等数据通过RS-485总线发送到监控主机后,软件进行实时的分析处理最终在计算机屏幕上实时显示。无线网络通过协调器将包含有定位信息的数据传送给上位,数据结构为:网关02 10 0501 00 14;参考节点A 02 10 18 0B CB 01 00 D2 15 00 04 2800 28 00 0A;参考节点B02 10 18 0B CB 3E 14 D2 15 00 0428 00 00 00 09;参考节点C:02 10 18 0B CB 7B 28 D2 15 0004 50 00 00 00 08;定位节点02 10 18 14 CB B8 3C D3 1400 0D 01 00 00 00 00 01 01 00 28 00 28 00 4E D6,其中每组数据的第四个字节用来区分节点类型,第六个和第七个字节用。
来确定节点的地址,第十二到第十五个字节为坐标,人机界面通过对特殊字节的分析,获取人员的定位信息,并能过VC6.0的MFC完成串口设置、人员查询、背景图更换和区域人员数量查询的功能,其相关的函数分别为:
(1)CCCOMTest Dlg::On Start();按钮响应函数主要包括对串口的初始化和打开串口,串口默认波特率为38400b/s;串口打开之后,PC机开始监测打开的串口。
(2)afx_msg LONG On Communication(WPARAM ch,LPARAM port)函数对串口中断进行响应,其中包括对接收数据的判断并将ID号和坐标通过文件保存。
(3)afx_msg void On Checkp Button()响应人员定位查询按键,当按键按下后通过文本框中ID号与保存数据的匹配来获得坐标位置并通过GDI函数进行点的显示。
(4)void On Select Button()函数来响应选择背景图片,并通过CFile Dialog来弹出一个打开对话框,选择一副位图。在显示图片按键的响应函数中通过strechblt函数将位图贴到设定的位置。
4 结论
本系统很好的完成了对被管理人群的定位监控,通过可靠的485总线将人员信息实时上传到中控室的电脑,能够迅速掌握人员所处的位置,方便正常工作时的调度,具有较强的实用进和先进性。
摘要：基于无线网络和VC6.0,构建了基于ZigBee协议的定位系统.网络由协调器、路由器和终端设备组成,通过建立网状无线网络,并通过总线上传至控制电脑,实现人员定位功能。Zigbee网络采用信号强度测距法来计算人员的准确位置,可以达到0.25m的测量分辨率。上位机采用VC6.0完成人机交互界面,方便实现人员的位置监控和交互操作。
关键词：无线网络,信号强度测距法,485总线
参考文献
[1]崔璐,蔡觉平,赵博超,王鑫.基于ZigBee技术的井下人员定位安全监测系统[J].大连理工大学学报,2011(04).
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[3]孙佩刚,赵海,罗玎玎,张晓丹,尹震宇.智能空间中RSSI定位问题研究[J].电子学报,2007(07).
无线传感器网络的节点定位 篇9
无线传感器网络是由部署在监测区域内的大量廉价的微型传感器节点组成, 通过无线通信的方式实现各个节点间的通信。其目的就是为了采集用户所需信息, 实时掌控该区域的物理状况。无线传感器网络属于自组织网络的其中一种, WSN具有以下特点[3]:无中心和自组织性;动态变化的网络拓扑;受限的无线传输带宽;移动终端的能力有限;多跳路由;安全性能比较差;超大规模;无人值守;动态性强。针对WSN的以上特点, 我们在研究WSN网络定位的时候必须充分考虑WSN的硬件和软件两方面的综合因素。
2 WSN网络中的节点定位
由于传感器网络的节点的布置不确定性和以数据为中心的任务性, 使得WSN节点的定位成为了传感器网络中成网重要环节。用GPS来对传感器节点进行定位在实际运用中存在定位成本、节点复杂度和节点隐蔽性等问题。而依靠传感器节点自身进行定位已经是一个趋势, 传感器网络的自身定位可以分为基于测距定位和非测距定位。不管是何种定位过程, 都需要一定的已知节点对未知节点进行定位, 而已知节点称为锚节点。
2.1 非测距定位[3]
虽然基于测距的定位机制能够实现精确的定位, 但是往往对无线传感器网节点的硬件要求高。非测距定位机制降低了对节点硬件的要求, 但定位的误差也相应有所增加。目前的非测距定位机制主要分为两类:对未知节点和信标节点之间的距离进行估计, 然后利用三边测量法或极大似然估计法进行定位;通过邻居节点和信标节点确定包含未知节点的区域, 然后把这个区域的质心作为未知节点的坐标。距离无关的算法主要有质心算法、DV-Hop算法、Amorphous算法、APIT算法等。
2.1.1 质心算法。
质心是多边形的几何中心。质心算法的思想就是首先确定未知节点的包含域, 通过对包含域的质心求取来大概估算该未知节点处于该质心点。质心算法本身就是一种估计算法, 算法简单,
其精度不会太高, 主要取决于节点的密度和分布情况, 密度越大, 精度越高。分布越均匀, 精度越高。
2.1.2 DV-Hop算法
该算法的主要思想就是未知节点首先计算与锚节点的最小跳数, 然后估计平均跳数距离, 用最小跳数乘以平均每跳距离, 得到未知节点与锚节点间的估计距离, 在利用三边测量或最大似然估计计算未知节点的坐标。利用下式估算平均每跳的实际距离, [2]
然后, 锚节点将算出平均距离发送到每个节点, 未知节点只记录接收到的第一个每跳平均距离。由于平均距离的算法绝对化和节点位置考虑平面化, 当节点分布不均匀的时候将得不到很高的精度。
2.1.3 Amorphous算法
Amorphous算法与DV-Hop算法基本相似, 但是将节点通信半径作为平均跳数, 可以用以下公式来求取跳数距离[1]
其中r表示通信半径, n表示网络的连通度, 而跳数的求取可以用以下公式来进行,
其中nbrs (i) 表示未知节点i的邻居节点集合;ni表示节点i与锚节点之间的跳数;nj表示邻居节点j与这个锚节点之间的跳数。
2.1.4 APIT算法
APIT算法首先收集其邻居锚节点的信息, 然后从这些锚节点组成的集合众任意选取三个锚节点, 这三个锚节点组成一个三角形, 通过对三角形的域内鉴别确定未知节点是否在此三角形内, 如此反复, 通过对n个锚节点组成的Cn3个三角形鉴别, 可以得到一个包含未知节点的所有三角形的一个交集 (重叠域) 。可知未知节点就处于此域, 进而实现了节点的定位。
2.2 基于测距定位
基于测距的定位要求两个节点 (锚节点和未知节点) 之间具有相互测距的能力。其定位过程分两步:节点之间相互距离的获取;通过测得距离计算未知节点位置。基于测距定位的测距方式主要有以下几种:测量无线电信号强度 (RSSI) ;测量无线信号或声波 (超声波) 到达时间 (TOA) 、测量信号到达时间差 (TDOA) ;测量到达角度的定位 (AOA) ;灯塔测量法。
2.2.1 测量无线电信号强度
由于无线电信号在传播过程中随距离的增加有衰减的特性, 则我们可以利用这个特性由测得的信号强度来推算出信号的传输距离, 其信号传输可由公式 (5) 表示, [4]
其中P (d) 表示基站接收到用户节点的信号强度;P (d0) 表示基站接收到在参考节点d0发送的信号强度。n表示路径长度和路径损耗之间的比例因子。δ表示信号穿过障碍物的衰减因子, 取决于障碍物的材质。RSSI的定位精度主要取决于n和δ, 而这两个因子的数值是不确定的, 而且容易受外界物理环境的影响。
2.2.2 测量到达角度的定位
AOA定位严格来说不属于距离定位, 其主要思路是未知节点通过对信号能量的判别选择能量最大方向来确定角度。但是在信号能量判别上有面临信号的接收时的各向异性问题, 将使判别复杂度增加。MIMO技术的使用也可以使AOA的定位精度得到提高, 一般来说天线的数量越多, 精度就越高。通过AOA得到了未知节点和锚节点的接收角度, 则通过两个锚节点就能实现了未知节点的定位, 该未知节点位于两锚节点的角度延长线的交点。
2.2.3 灯塔测量法[2]
灯塔测量法如图1所示,
利用锚节点 (位置Z) 发送一个平行光束, 此光束宽为b, 以固定的角速度ω对周围空间进行扫描, 当未知节点接收到光束时开始计时, 当光束移开未知节点的时候计时结束, 假设时间为t1, 则可有下式成立,
灯塔算法的优点是光接收者可以很小, 所以使得“智能尘埃”等定位变得比较简单。但缺点在于只适用于视距定位。
2.2.4 测量信号到达时间差、测量无线信号或声波到达时间
由于声波的传播速度比较慢, 相对于电波来说比较容易测量。所以使用声波来进行距离测算是一种比较简单直接的方法, 但是由于声波在传播过程中受到外界环境的影响比较大, 使用此方法来进行距离测算, 后期的结果修正将是决定精度的一个重要环节。而无线信号的测量需要锚节点和被测节点必须拥有精确的时间同步。TDOA可用测量两种不同信号的到达时间来求其差, 也可以是同一种信号的不同路径时间差。TDOA还可以运用于不同的锚节点对一个未知节点的定位。对于多个节点在TDOA中的运用需要各个锚节点保持精确的时间同步。TOA定位只需要收发节点的同步, 对带宽的消耗比较小, 适用于窄带系统的定位。而对于TDOA来说, 需要多个锚节点进行精确同步定位, 对带宽的消耗比较大, 但其精确度比较高, 适用于宽带系统的定位。
TDOA的使用中一般运用比较多的就是通过两个接收天线来进行信号的互相关处理, 主要是对信号频域的互相关处理, 可用下式描述。
互相关函数的获取也可用通过对信号频域的互相关密度函数进行傅立叶反变换得到, 频域是首选的互相关函数获取域, 因为频域的信号可以在进行反傅立叶变换前进行滤波。
3结论
通过对WSN网络的特点描述和网络结构分析, 主要研究了WSN中的节点的定位问题, 结合WSN网络的具体特点, 对算法类型进行了分类, 并对每个类型里面比较典型的算法进行了详细描述和分析。比较了定位算法中的优劣特征。通过本论文可以对WSN网络中的路由得到一个全面的了解。
摘要：该论文首先对无线传感器网络特点进行了简要的描述, 其中对其网络结构进行了简单分析。该论文重点是对无线传感器网络节点定位进行了分析研究, 综合叙述了几种有代表性的WSN定位技术。
关键词：定位,无线传感网络,节点,算法
参考文献
[1]T.Rappaport, J.Reed, B.Woerner, Position location using wireless communications on highways of the future, IEEE Communications Magazine 34 (10) (1996) 33-41.
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[3]孙利民等.无线传感器网络[M].北京:清华大学出版社, 2005.
网络定位 篇10
关键词：无线传感网络,定位,RSSI,DV-Hop
1、引言
目前, 把无线传感器网络应用于煤矿安全检测中已经十分广泛, 特别是无线传感网络的井下定位技术被很多国内外的专家学者做了大量的研究。无线定位的节点具有重量轻、体积小、、安装拆卸方便、适于随身携带等特点, 避免了有线线路所带来的束缚, 可在无人区或无法安装有线线路的地方使用, 而无线节点可以在发生事故通信线路被中断时正常工作, 实现目标的准确定位。无线节点有结构简单、体积小、成本低、不需要额外添加硬件的特点, 因此可为了减少盲区而大量布置节点。基于以上优点将无线传感网络应用于井下安全生产监测中可大大提高井下安全生产监测的水平, 减少事故发生隐患。
2、无线传感器网络在煤矿安全监测中的基本定位机制
RSSI测量方法和DV-Hop算法在煤矿安全监测中得到了非常广泛的使用。测量接收信号强度指示值 (RSSI) 定位算法虽然有较高的测量精度, 但这种定位算法在使用过程中要确保未知节点必须在锚节点的无线通信射程之内, 因此在无线传感器网络中需要安放大量的锚节点, 使所有的未知节点都可接收到来至锚节点的信息, 这就大大提高了成本, 所以在实际工程设计中是很难实现。DV-hop定位算法具有可以计算出锚节点无线通信射程之外的未知节点的位置信息的优点, 并且不需要测量距离, 但这也就导致了节点定位误差的存在。在DV-hop算法中平均每跳距离是根据锚节点之间的跳数来估算得出的, 就注定测出的定位信息不精确, 有一定的误差。当未知节点与锚节点之间的距离只有一跳时, 即未知节点正处于锚节点的无线通信射程内, 可以直接通过很多定位方法获得未知节点与锚节点之间的距离, 但即使未知节点与锚节点的距离只有一跳时在DV-hop定位算法中仍需根据计算出的无线传感器网络平均每跳距离来获得其自身与锚节点之间的距离从而实现定位, 所以路径的弯曲程度会影响获得距离的误差。换句话说, 一条路径的弯曲程度越大, 计算该路径的平均每跳距离的误差就越大, 得到的定位信息的精度就越低。为了弥补这两种算法在实际应用中的不足, 将他们结合起来, 优点互补, 在一定程度上可以大大提高定位的精度。
3、定位算法设计
算法的主要设计思想:首先, 所有的锚节点都向外发送一个RSSI信号, 在锚节点无线通信范围内能够接收到RSSI信号的未知节点计算出自身与发出信号锚节点之间的RSSI测距, 若获得与三个或者三个以上锚节点之间的测距, 则可以对这个未知节点进行定位;若获得到锚节点之间的测距不足三个, 那么再使用DV-Hop定位算法来获得到达锚节点的距离, 直到未知节点得到与至少三个锚节点的距离。最后用三 (多) 边定位的方法来计算未知节点的位置信息。
3.1 RSSI距离的获得
接收信号强度 (RSSI) 是两个节点之间的距离值通过信号在无线传感器网络中传播的衰减程度来进行估算。信号在无线传感器网络中传播时信号强度会衰减, 根据接收节点接收到的信号强度, 通过传播数学模型 (如下式) 就可以估算出接收节点与发送节点之间距离。
式中d0是发送节点已知的参考距离;d是待测求出的接收节点与发送节点之间的距离;PL (d 0) 为发送节点发送的信号强度;PL (d) 为距离发送节点d处的接收信号强度;Xσ是均值为零, 方差σ的高斯分布随机变量;n是用于指示信号耗散时随距离的增加而变化的耗散指数。
节点在实际的无线传感器网络中可以测量、计算并记录来自锚节点的信号强度, 由可以推出距离d。
在该定位算法中, 锚节点首先发送一个信号, 在该锚节点一跳范围内的未知节点 (即在该锚节点无线通信范围内) 均可以通过RSSI定位算法估算出自身与锚节点之间的距离。某一个未知节点同时位于在三个或三个以上锚节点的无线通信范围内, 换句话说改未知节点能够直接获得与三个或三个以上锚节点之间的RSSI测距, 此时就可以直接执行第三步, 采用三 (多) 边定位算法估算出未知节点的位置信息。如果获得与锚节点之间的距离个数少于三个, 则进行第二步, 执行DV-Hop算法。
3.2 执行DV-Hop算法获得与锚节点的估计距离
在上一步里面, 我们可以通过RSSI定位算法获得在锚节点无线通信范围的未知节点到该锚节点的距离, 也就是说得到了三 (多) 边定位方法所需要的某些边的长度, 对其他边长度的获得则需要执行DV-Hop定位算法。
锚节点向外发送信号, 在其通信范围内的未知节点可以直接计算出RSSI距离。接收节点记录下该锚节点的位置、角度、信号强度等有用信息后, 将信号中表示跳数的参数值自动加1, 再将该信号转发出去。下一个接收节点接收某一个关于锚节点的保存具有最小跳数值的那个信号, 锚节点根据记录的其他锚节点的位置信息和到达他们所需要的最小跳数h, 估计平均每跳距离再次向网络中发送信号。
此时, 在无线传感器网络中存在两种未知节点:一种未知节点处于某些锚节点的无线通信范围内, 即这些未知节点已经通过R SSI定位算法获得了到达这些锚节点的距离。因此, 未知节点将忽略掉接收到了来自这些锚节点发送的平均每跳距离。如果未知节点收到的是其他锚节点发送来的平均每跳距离, 则计算它到这些锚节点的距离即用平均每跳距离×跳数;另一种未知节点不在任何锚节点的无线通信范围内, 也就是说, 在执行DV-Hop算法之前, 他们并没有测算出到任何锚节点的距离信息, 这时, 这些节点就需要完全采用DV-Hop定位算法, 用它收到的网络平均每跳距离×跳数来获得到达其他锚节点的距离。
3.3 三 (多) 边定位算法估计未知节点位置
至此, 由第一、二步通过RSSI和DV-ho p定位算法可以得到待测的未知节点与锚节点之间的距离。不论使用哪种定位方法, 只要未知节点获得到达三个锚节点的距离, 就可使用三边定位算法通过三个锚节点的坐标和未知节点到这三个锚节点的距离来估算出未知节点的坐标。
通过以上三步我们就可以得到待测未知节点的具体位置, 从而有效的对井下的人员和设备进行定位跟踪。
4、结语
由于井下环境复杂、恶劣, 现有的很多无线传感器网络定位算法会受到定位精度、技术、成本等很多因素的影响, 不能较好应用, 这就使煤矿井下定位的在实际的检测项目中很难实现。在原有的RSSI和DV-hop定位算法的基础上, 把它们的优点相结合提出了一种基于RSSI和DV-hop定位算法的新的RDT定位算法。该算法用RSSI信号强度定位算法直接测距来代替DV-hop定位算法的曲线路径估算距离, 减少了DV-hop定位算法中由于路径的弯曲程度所带来的定位精度的误差值, 并且还能够有效地用D V-hop定位算法弥补RSSI定位算法中未知节点不在任何锚节点无线通信射程范围内无法估算出未知节点与锚节点之间距离的缺点。RDT定位算法不但可以提高定位精度, 还可以节约成本, 更好地实现对井下人员和设备的生产安全检测。
参考文献
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[6]王楠.移动无线传感器网络定位问题的研究.硕博论文库, 2010.
网络定位 篇11
摘要：当前基站动力系统日常维护工作以保障直流供电不间断和环境达标为目标，不考核动力维护的经济性，也不评估系统风险，是一种粗放型维护。本文对随机选取的一个基站进行检查分析，提出网络能源精细化维护的重要性。精细化维护不但有助于节能减排、延长设备使用寿命，还能降低网络运行风险。精细化维护是新竞争格局下的必然选择，通过梯队建设、监控手段、量化考核和咨询合作等措施能够实现网络能源精细化维护。
关键词：网络能源；精细化维护；运行成本；监控；梯队建设；量化考核
一、前言
通信动力系统更合适的名称是网络能源系统，保障主设备正常运行是网络能源维护的关键目标，动力维护管理部门对基站维护的考核目标就是供电不间断、环境达标，更直接的目标就是直流不停电、温度达标。采取冗余配置油机、整流器、蓄电池和空调等主要设备的措施，可以显著提升达成考核目标的可能性。对于现有系统，则以保障蓄电池容量、保障空调工作、及时发电为手段，其它可维护内容被忽略。不考核动力维护的经济性，也不评估系统风险，是一种粗放型维护，粗放型基站维护非常普遍。
二、基站检查分析实例
1、电池管理参数设置不合适
检查该基站直流开关电源的电池管理参数，发现转浮充电流设置为1A，恒压均充时间设置为18小时。AGM蓄电池充满电的标志是：以2.35V的均充电压（免均充电池取浮充电压）进行充电，如果充电电流下降到0.01C10后，再充3个小时电流不变（即不高于0.01C10），即认为电池已充满，充满电后电池转浮充。由于该基站配置的电池为每组300AH，转浮充电流一般应设置为3A。由于均充电压较高，在电池均充时电流高于1A（相当于0.0033C10，AGM电池正常浮充电流约为0.5～1mA/AH，温度升高或浮充电压升高将显著增大浮充电流[1]）的可能性非常大，导致转浮充电流参数失效，停止均充的条件只有唯一的恒压均充时间。每次短时停电或均充周期到时，电池将被连续均充18小时，过充电引起电池失水，减小电池容量并缩短电池寿命。
2、气流组织不正确
一台GSM基站主设备背向一台空调安装，间距0.6米。设备散热出风口与空调出风口相对，造成空调不能有效对设备散热。
3、空调过度冗余
基站机房内安装有两台3P空调，同时制冷工作。基站总直流电流为57A，输出电压54V，即直流输出功率为3KW，考虑电源效率及消防设备待机损耗，机房总发热量不超过4KW。该基站位置高原，年最高气温不高于25℃，围护结构对热量的导入影响几乎都是正面的，而机房密封较好，潜热引入也不大，空调转移的最大热量应为设备最大发热量。一台2P空调制冷量即可达5KW，配置2P空调1+1备份已经够用。安装3P空调1+1备份可以应付未来扩容需要，但完全不需要两台同时运行，并机运行极大地浪费了电能。
4、温度设置不合适
进入机房，感觉非常寒冷，测量室内温度为18℃。检查空调温度设置，两台都为21℃，模式为制冷，由于气流组织不佳，回风温度高于机房温度。当时正值夏季，外界气温为23℃，机房温度低于外界，使外界的热量得以传入，增加了空调的负荷，浪费了电能。
5、接地线问题
机房所有设备的PE线在桥架旁汇流排汇接后，用一根接地线接入大楼总接地线，该接地线与电池电缆交叉紧靠。当发生雷击事件或接地故障时，雷电流或故障电流通过接地线流入大地，与之紧靠的电池电缆将产生过电压。电池电缆通过直流开关电源的直流配电部分与负载连接，直流侧防雷器的防护等级较低，过电压可能直接作用于所有直流负载，增加了基站设备的风险。
三、常见粗放型维护案例
1、电池浮充电压统一设置为53.5或54V，电池保护电压设置为43.2V
事实上，不同蓄电池要求的浮充电压并不相同，浮充电压与酸密度直接相关，在成本压力及普遍要求100%电池出厂额定容量的今天，酸的密度普遍提高，浮充电压要求也提高。如果浮充电压设置不正确，将影响电池的使用寿命。
不同基站负载不相同，配置的电池或有差异，电池放电电流相差可能很大。如果放电电流为0.1C10，单体电池放电终止电压为1.8V，整组为43.2V。放电电流不同，电池保护电压的设置也不应相同，较长延时的系统应设置较高的电池保护电压，否则也会影响电池使用寿命。
2、电池充电限流统一设置为0.1C10；均充保护时间设置为12小时
不同基站停电频率不同，停电频繁的基站应设置更高的充电限流值，使电池可能快速充电，应付下一次停电的到来。
此外，当电池充电限流设置为0.1C10时，按96%或更低的容量系数，恒流充电需要10小时左右，加上需要3小时的稳流均充，从充电开始起计时，均充时间至少需要13小时以上才能保证充满，均充保护时间应大于“电池额定容量×1.1/充电限流设置+3”。式中1.1是考虑电池容量系数后的放大系数。
3、基站电流只有40A，直流开关电源额定容量300A
如果直流开关电源配置2组300AH蓄电池组，最大充电电流在60～120A之间，电源最大输出电流为100～160A。如果采用30A模块，按N+1模式，需要配置模块数为5～7个，直流开关电源容量按150～210A配置即可。多余的模块不但导致能量的浪费，而且每个模块电流很小，负载率低，所有模块都工作在低效率区间，进一步浪费了电能。
4、配置长延时电池，电池可放电50小时以上
电池过放电对电池来说是最坏的情况之一。长延时配置带来的风险包括：由于电池小电流深放电带来的难以恢复的损伤、电池长时间亏电状态（充电也需要很长时间）带来的硫酸铅重结晶硫化、空调不能工作带来的温度升高等。因此非特殊情况不应配置后备时间超过24小时的长延时电池。
5、定期更换空调过滤网
定期更换过滤网是空调维护的基本工作，但它本身就是一种粗放型维护方式。空调过滤网是否需要更换，取决于过滤网脏堵情况。如果洁净度很好，可以降低空调过滤网的更换频次。对于过滤网脏堵情况可能进行智能监控，只有当监控系统预警，过滤网确实脏堵后才予以更换，减少人力投入和过滤网本身的成本[4]。
6、更换电池后不检查或修改电池管理参数
按规范48V电池的使用寿命为6年，维护得好可以使用更长时间。新更换的电池出厂时间在原来电池出厂时间的6年之后，随着电池技术的发展以及电池类型的不同，电池管理参数已经有所变化，需要根据新电池的参数和使用环境对电池管理参数逐一检查核对，继续直接使用原来的参数，将不利于电池的使用寿命。
四、网络能源精细化维护的主要措施
1、动力和环境保障
动力和环境保障的目标是确保通信动力系统和环境无告警，蓄电池容量充足，温湿度和洁净度达标。工作内容包括处理监控系统上报的告警，巡检基站并处理发现的异常情况，按照维护规程维护空调系统和蓄电池，如定期进行蓄电池容量测试、发现蓄电池容量不足额定容量的80%时更换电池、定期保养空调等。动力和环境保障不属于精细化维护范畴。
2、降低运行成本
降低运行成本是精细化维护的重要内容。例如：在保障设备正常运行条件下优先采用节能的空调设备，应用新风、热交换或气流组织等不同节能方案降低空调运行费用，利用整流模块休眠功能进行电源节能，设置较宽且设备允许的温湿度范围以减少空调压缩机工作时间等，机房围护结构的检查与维护也是降低运行成本的一个环节，这些都属于降低运行成本的精细化维护工作内容。
3、延长设备使用寿命
通过维护手段延长设备使用寿命，间接地降低总成本。例如：设置合适的蓄电池管理参数（如根据电池出厂说明和环境温度设置浮充电压，根据负载电流大小设置合适的电池保护电压、根据停电频率设置大小合适的充电限流值，根据充电限流值调整合适的均充保护时间，根据电池使用时间长短调整均充周期等），安装温度传感器使电源能对电池自动进行温度补偿，根据过滤网状况不定期更换过滤网保持机房洁净度等，这些都属于延长设备使用寿命的精细化维护工作内容。
4、降低系统风险
在采取降低运行成本的措施过程中，不能增加可能造成网络中断的系统风险概率，还需要通过精细化维护，降低通信系统的风险。例如：检查防雷地与接闪器入地点是否有规范规定的5米以上距离，将墙上安装监控设备（包括传感器等）的方案改为机架安装方案，检查电池和其它接线端子紧固程度，检查接地系统完整性和接地电阻等，这些都属于降低系统风险的精细化维护工作内容。
5、提高可靠性
通信动力系统可靠性是网络高可靠性的前提。例如：设置并检查电池定期自动在线测试功能与结果，检查油机实际容量，测试转换开关可靠性，定期进行监控系统告警功能测试，检查断路器和熔丝容量、配置一致性，测试防雷器件有效性等，这些都属于提高网络能源系统可靠性的精细化维护工作内容。
结语
网络能源精细化维护是企业竞争新格局的必然要求，也是实现国家节能减排要求的必然选择。运营商通过对网络能源系统精细化维护，可以获得更加坚强的动力环境保障，更加优质的网络，并具有更低的成本，必将在竞争中获得优势。精细化维护本身是一个循序渐进的过程，同时也是一种手段，使网络能源维护队伍有更强的使命与成就感，通信动力维护事业将蒸蒸日上。
参考文献：
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智能设备进行网络定位的设计框架 篇12
时代的进步, 使各式各样的智能设备在大众中普及, 其中, 用于智能手机和掌上电脑的微软的Windows Mobile系统是比较有影响的一种智能设备操作系统。在这个平台上可以开发出各种功能复杂的智能设备应用程序, 扩展智能设备的功能。BASIC4PPC是开发智能设备应用程序的高效平台和程序设计语言, 使用它可以方便高效的实现复杂的应用方案。
2 项目用到技术概念
2.1 BASIC4PPC简介
Basic4ppc是一种用于Windows Mobile移动设备开发应用程序的编程工具, 系统本身提供了大量的可视化控件, 可以很方便的使用可视化方式直接绘制用户的图形界面, 系统使用面向对象的编程思路, 事件驱动的编程机制, 提供了大量的运行库文件, 能简单的实现复杂的功能, 例如, 控制系统的各种的传感器, gps设备, 网络应用等。
2.2 GPS
GPS, Global Positioning System, 全球定位系统的简称, 利用卫星, 在全球范围内实时进行定位、导航的系统。GPS功能必须具备GPS终端、传输网络和监控平台三个要素;这三个要素缺一不可;通过这三个要素, 可以提供车辆辅助决策, 追踪, 防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。
2.3 异步Java Script和XML
异步Java Script和XML, 即Ajax, 是一种是指一种创建交互式网页应用的网页开发技术。Ajax的核心是Java Script对象XmlHttp Request。该对象在Internet Explorer 5中首次引入, 它是一种支持异步请求的技术。简而言之, Xml Http Request使您可以使用Java Script向服务器提出请求并处理响应, 而不阻塞用户。
3 基于网络的GPS应用
3.1 项目目标
本项目实践通过移动设备的网络功能和GPS定位功能, 实时把gps定位数据发送到网络中的伺服器, 通过伺服器对数据进行计算, 处理, 存储, 备查。伺服器能根据查询指令通过集成百度地图的API, 以地图方式显示GPS数据, 清楚指示出移动设备的当前位置和历史位置。此项目标的实现将带来富有意义的应用, 例如寻找丢失的移动设备, 寻找带有移动设备的走失儿童等。
3.2 项目框架
GPS和卫星的通信由智能设备的物理层实现, GPS使用NMEA-0183协议和智能设备通信, NMEA-0183协议是GPS接收机遵守的标准协议, 此协议在不同的GPS导航设备中建立了统一的RTCM标准。NAEA 0183语句以ASCII格式输出。智能设备上的应用程序使用NAEA 0183协议从GPS上获取定位数据, 并使用网络连接服务提供商的网络, 使用基于HTTP协议的应用层协议和架设在Internet上的伺服器通信, 伺服器则负责记录和处理通信数据备查。为了实现应用, 需要专门的UI实现对收集到的定位数据进行聚类, 分析和显示, 如图1所示。
3.3 项目分析
3.3.1 BASIC4PPC从GPS获取定位数据
项目中使用BASIC4PPC平台开发智能设备的应用程序, 应用程序使用GPSDriver.dll模块访问设备中的GPS设备, 获取定位数据。
采用GPSDriver.dll实现的使用步骤:
1) 创建GPSDriver.dll实例
2) 定时使用Get Device Data启动GPS并获取数据, GPS启用并搜星成功后, Get Device Data返回有效定位数据, 并根据NAEA 0183协议自动处理。关键部分形式描述如下:
定时过程
gps.GetDeviceData
If gps.Get Gps Data (6000) =True Then处理定位数据过程结束
3) 关闭GPSDriver.dll实例。
在实际使用中, 由于GPS需要消耗相当的电量, 所以需要在根据实际情况, 在不需要使用定位服务时候关闭和GPS对象的通信。
3.3.2 利用GPRS或3G网络使用HTTP协议和伺服器通信
BASIC4PPC平台的HTTP.DLL模块很好的封装了HTTP协议, 利用Web Request和Web Response对象能方便的向伺服器发送和接收数据。使用HTTP协议需要设备支持GPRS网络, 能支持3G网络更好, 通信效率更高。HTTP.DLL使用注意要点包括:
(1) 创建Web Request和Web Response实例。
(2) 构造好通信参数并使用Web Request对象的GET方法向伺服器发送数据。
(3) 使用Web Response处理从伺服器收到的确认信息。
(4) 重复 (2) 和 (3) 的过程。
(5) 关闭创建的Web Request和Web Response
HTTP协议的GET方法格式为http://伺服器主机域名或IP/页面?参数1=X&参数2=Y......, 例如向主机地址为www.myhost.com的主机getparamer.asp页面发送x坐标123和y坐标456, 参数名为px和py, 则GET方法的通信串为:http://www.myhost.com/getparamer.asp?px=123&py=456px py HTTP web IIS
在伺服器中获取的px和py数值是字符串形式的, 因为使用HTTP协议通信, 通常伺服器架设为web服务器, 例如可以为IIS, Apache等, 服务器上的脚本语言可以有许多选择, 例如ASP, PHP, PERL, CGI等。
为了详细的报告当前智能设备的状态和位置, 应该向伺服器报告当前的通信时间和GPS坐标, 具体的参数格式根据具体情况确定。当然根据具体项目的实施可能还需要传递更多的参数或信息。
3.3.3 Ajax技术应用框架
j Query是一个Java Script库, 它有助于简化Java Script以及Ajax编程。j Query使用Ajax的一般框架可以如下。
配合setinterval函数定时进行和GPS数据服务器通信, 对处理的结果进行无刷新更新页面内容。其中ajax中的function (xml) 是回调函数, 应根据不同的GPS应用模式进行对应的代码设计。结合使用Ajax技术可以使系统得到更佳的体验效果。
3.3.4 电子地图API
伺服器得到gps数据后需要通过某个手段转换为可视数据, 电子地图是体现数据很好的一个手段, 国内外有多个地图数据提供商, 几乎都是以API (应用程序接口) 方式提供接入。这些提供商主API要包括Google Maps API、Microsoft Virtual Earth API、Yahoo Maps API、Map ABC API、Map Bar API、51地图API, 都提供了详细的开发文档和范例。
3.4 项目实现总结
根据上述框架和思路, 在移动智能设备上使用基于BASIC4PPC平台开发的gps数据采集模块, 并使用http协议和伺服器通信。伺服器采用Web服务接收gps数据存储、统计并通过电子地图API, 把gps数据可视化。由于伺服器采用Web技术开发, 可以应用现代主流Web设计技术, 在UI上可以容易的实现人性化的用户界面。在系统实际应用中, 由于地球环境的复杂性, 现代勘测条件的局限, 还应该对gps数据的进行修正, 进行误差补偿。同时应该考虑gps信号比较弱的区域的处理手段, 结合GSM蜂窝网络对数据进行修正。
摘要：在某些情况下, 对一些特殊人群的位置, 我们需要实施监测, 了解他们的动向, 现代智能设备的普及使得这项功能的应用摆脱了专业设备的束缚和掣肘, 提供了低成本高效率的实施平台。文中以使用Basic4ppc开发平台, 结合网络功能对Windows Mobile系统的智能设备实现这项功能以及类似功能的扩展。
关键词：Windows Mobile设备,Basic4ppc开发平台,位置监测,GPS,电子地图API
参考文献
[1]刘大杰.全球定位系统 (GPS) 的原理与数据处理[M].上海:同济大学出版社, 1997.
[2]邓中卫.世界GPS接收手册[M].北京:航空工业出版社, 1994
[3]江宽, 龚小鹏.Google API开发详解:Google Maps与Earth双剑合璧[M].北京:电子工业出版社, 2008
[4]Anywhere Software公司.Basic4PPC文档中心[OL].http://www.basic4ppc.com/Documentation_Center.html
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