本文關鍵詞：基于測距的無線傳感網定位算法的研究

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【摘要】：無線傳感器網絡是由大量處于移動或靜止狀態(tài)的傳感器節(jié)點組成。這些節(jié)點的硬件成本較低、體積結構較小。它們可以通過機器撒播或是人工部署的方式被隨機安置在監(jiān)測區(qū)域內,通過節(jié)點本身攜帶的具有無線通訊功能的收發(fā)裝置自組織形成具有多跳結構的網絡系統(tǒng)。無線傳感器網絡的研究領域很多,譬如路由算法、信息安全問題、能源功耗、數(shù)據采集與處理等等。其中,傳感器節(jié)點的定位技術是一項十分重要的基本核心技術。這是因為位置信息對整個傳感器網絡的監(jiān)測活動至關重要,是網絡終端用戶采取手段和作出決策的前提依據。因此,對于國內外研究者而言,定位已成為研究討論的熱點。本論文系統(tǒng)論述了無線傳感網的定義、組成以及相關定位算法。其中,定位研究中的各種主要技術和算法,總體分為基于測距和非基于測距兩大類。二者在硬件開銷和定位精度上有所傾向。為了獲取更高的定位精度,本論文重點研究測距定位算法。在綜合考慮了傳感器節(jié)點的硬件體積大小、能源消耗、軟硬件成本等現(xiàn)實因素的基礎上,本論文采用基于RSSI的測距技術來作為本次研究中傳感器節(jié)點之間的距離測量方法。由于地理位置、環(huán)境因素對測距結果產生影響,導致以現(xiàn)有的RSSI模型進行距離計算時產生的誤差較大。因此本論文在深入研究了無線電信號傳播路徑耗損模型的基礎上,提出了改進的測距數(shù)據處理方法。首先對原始測距實驗采集到的數(shù)據進行高斯擬合,剔除差距較大的數(shù)據,然后取均值計算作為當前節(jié)點的RSSI測量值,并在此基礎上優(yōu)選信標節(jié)點,以此來減小測量誤差,最后通過MATLAB仿真驗證。仿真結果表明,通過上述方法,可以得到了較為準確的測距結果,對測距誤差有了一定的改善。此外,本論文還對無線傳感網中基于測距的定位算法進行了大量的理論研究。綜合考慮各算法的定位精度和代價后選擇三角形質心定位算法作為研究對象,并進行深入的理論分析和實驗仿真。通過仿真實驗結果發(fā)現(xiàn),該算法在減小定位誤差上有著效率較低、定位穩(wěn)定性不高等問題。為此,本論文將近似三角形內點判定策略和加權影響因子引入到原算法中,以期對算法進行改進,最后采用MATLAB進行仿真。仿真結果表明：在減小定位誤差和穩(wěn)定性上,改進的三角形加權質心定位算法具有更高的效率和性能,一定程度上提高了未知節(jié)點的定位精度。
【關鍵詞】：無線傳感網 RSSI測距技術 高斯擬合 質心定位算法 加權因子
【學位授予單位】：安徽工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 選題背景和研究意義12-13
• 1.2 國內外相關技術的研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 無線傳感網的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 定位技術的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 WSN的應用領域18-20
• 1.4 論文研究內容與結構20-22
• 第2章 無線傳感網的定位技術概述22-29
• 2.1 無線傳感器網絡的基本概念22-24
• 2.1.1 定義和組成結構22-23
• 2.1.2 傳感器節(jié)點結構23-24
• 2.2 WSN中的定位技術及其相關概念24-26
• 2.3 定位算法的評價標準26-29
• 第3章 定位算法概述29-40
• 3.1 基于非測距的定位算法29-34
• 3.1.1 APIT定位算法29-30
• 3.1.2 質心定位算法30-31
• 3.1.3 DV-HOP定位算法31-33
• 3.1.4 凸規(guī)劃定位算法33-34
• 3.1.5 基于非測距的幾種定位算法的比較34
• 3.2 基于測距的定位算法34-40
• 3.2.1 測距技術34-36
• 3.2.2 幾種基于測距的定位方法分析比較36
• 3.2.3 基于測距的計算方法36-40
• 第4章 基于RSSI測距修正的三角形加權質心定位算法40-47
• 4.1 RSSI測距處理40-43
• 4.1.1 RSSI測量值的影響因子40-41
• 4.1.2 RSSI測距的數(shù)學模型41-42
• 4.1.3 RSSI測距值的修正方法42-43
• 4.2 優(yōu)選參考信標節(jié)點模型43
• 4.3 改進的質心定位算法43-47
• 4.3.1 三角形質心定位算法43-45
• 4.3.2 加權三角形質心定位算法45-47
• 第5章 定位算法性能仿真與分析47-56
• 5.1 MATLAB 2013仿真工具47
• 5.2 衡量定位算法的指標的量化47-48
• 5.3 仿真測距模型48-49
• 5.4 基于測距修正的三角形加權質心定位算法的仿真49-51
• 5.5 算法流程圖51-53
• 5.6 仿真結果53-56
• 第6章 工作總結與展望56-58
• 6.1 本課題主要完成的工作56-57
• 6.2 論文研究中的不足及對今后的展望57-58
• 參考文獻58-62
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄62-63
• 致謝63

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前1條

1 劉新華;李方敏;鄭鵬;;一種分布式的無線傳感器網絡Range-free節(jié)點定位算法[J];傳感技術學報;2008年01期

，

本文編號：1042666