节点定位技术是无线传感器网络的重要支撑技术之一,按是否需要锚节点可分为基于锚节点的定位和无锚节点定位。无锚节点定位可以在没有锚节点的情况下实现网络中节点的定位,具有使用方便、应用范围广以及可适应恶劣环境等特点。本文以战场侦察为背景,将基于无锚节点定位的无线传感器网络应用于战场情报收集,设计并实现了基于无锚节点定位的无线传感器网络系统,本文的主要研究内容和结果如下:(1)通过对当前无线传感器网络的相关技术进行分析与比较,设计了系统方案。无线组网、节点定位、时间同步及能量管理等是无线传感器网络完成任务的关键,通过对以上技术进行分析比较,选取了合适的技术方案;(2)将UWB高精度测距技术应用于节点定位。AHLos算法通过原子式多边算法、协作式多边算法和迭代式多边算法实现系统定位,但是定位精度受测距误差影响较大,并且需要较多的锚节点定位。针对以上缺点,设计了基于AHLos的无锚节点定位算法。通过设置参考点建立本地坐标系,采用卡尔曼滤波、牛顿迭代法以及最大似然估计算法来实现节点高精度定位。此外通过建立盲区坐标系来拓展协作式多边定位算法的应用范围。通过仿真结果验证了该算法定位精度明显高于传统的AHLos算法;(3)针对ZigBee执行的基于AODV按需路由在进行多跳路由时存在路径查找时间长和延时不稳定的缺点,设计了环形路由,该路由算法能够使中心节点无需路径查找即可与任意节点相互通信;另外设计并实现了节点时间同步和备份通信路由等技术;(4)使用MSP430作为主控芯片,CC2530射频芯片作为无线通信平台,并采用了UWB测距模和备份通信模块完成了系统硬件设计。成功搭建了硬件平台,进行节点组网、网络定位及整网测试等试验,试验结果表明系统运行良好,并达到了预期目标。