發(fā)布時間：2019-12-02 01:49

【摘要】：無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network, WSN)發(fā)展非常迅速,目前用于監(jiān)測大范圍的軍事、環(huán)境、公民和醫(yī)療等應用環(huán)境中。確定事件發(fā)生的位置是無線傳感器網絡應用中至關重要的問題,感測到的數據如果沒有位置信息是毫無意義的。這就要求采用定位機制與算法,才能獲得無線傳感器網絡中節(jié)點的位置。本文以改善無線傳感器網絡定位算法的能量消耗和定位準確度為主要目標,提出了無線傳感器網絡基于鄰近度的粒子群優(yōu)化定位算法(Particle Swarm Optimization Localization Algorithm based on Neighboring Degree, PNDLA)。內置一個路由協(xié)議,將節(jié)點的編號和距離信息以數據包的形式傳給基站,基站使用多維定標法(Multidimensional scaling mapping, MDS-MAP)估計未知節(jié)點的坐標。并采用粒子群定位算法進一步優(yōu)化節(jié)點的估計坐標,使定位更趨近于實際位置。本文的主要內容如下：首先,敘述了無線傳感器網絡的概念、主要特點和體系結構,簡單介紹節(jié)點定位的必要性和重要意義,詳細闡述一些經典定位算法的分類、步驟和性能。其次,針對無需測距定位算法計算復雜度大、能量消耗高和定位精度低等影響較大的問題,提出基于鄰近度的定位算法。該算法結合鄰域模型的特點,選取最佳信標節(jié)點,計算鄰近距離。將距離信息傳給基站,基站使用MDS-MAP算法確定未知節(jié)點的位置。再次,定義兩個約束條件,判斷節(jié)點的定位誤差是否滿足要求。對傳統(tǒng)的粒子群算法進行改進,用于優(yōu)化定位誤差較大的節(jié)點。引入參數濾值,每次迭代之后將一部分偏離最優(yōu)解的粒子釋放,對保留下來的粒子進行路徑優(yōu)化。最后,使用網絡模擬器(Network Simulator Version 2, NS-2)對算法進行仿真。對基于鄰近度的粒子群優(yōu)化定位算法中涉及到的參數進行改變,觀察并分析實驗結果,得出結論：本文提出的算法在節(jié)點的距離估算誤差和定位誤差方面得到改善。
【圖文】：

圖３－４距離近似圖逡逑

３．３．２節(jié)點定位誤差逡逑在網絡區(qū)域內，改變節(jié)點的總數來改變節(jié)點的密度，，選取節(jié)點的通信半徑逡逑尸７０ｍ，信標節(jié)點比例為２０％。從圖３－７可Ｗ看出，隨著節(jié)點個數的遞增，節(jié)點逡逑的密度逐步變大，使得原來不能通信的信標節(jié)點可參與定位，四種算法的定逡逑—邐位誤差都在降低。當網絡中節(jié)點的度較低時，最短路徑比較曲折，累計距離誤逡逑差大，因此ＤＶ－ＣＮＥＤ的誤差大于本文提出的算法。改進的ＤＶ－ＨＯＰ算法是找逡逑＇邐到節(jié)點之間跳數最少的路徑作為最短路徑，而本文的算法是找到距離最短路徑。逡逑當網絡中節(jié)點個數增多時，距離最短路徑比跳數最短路徑更接近節(jié)點之間的實逡逑際距離。由于在本文的算法中，距離的估計與節(jié)點的密度有很大關系，因此隨逡逑著節(jié)點的密度增大，與其他Ｈ種算法相比，定位誤差有明顯改善。ＣＭＤＳ的定逡逑位誤差變化范圍是９．５％￣２２．４％
【學位授予單位】：遼寧大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP18;TN929.5;TP212.9

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 夏俐,陳曦,趙千川,江永亨,管曉宏;無線傳感器網絡及應用簡介[J];自動化博覽;2004年01期

2 孫雨耕,張靜,孫永進,房朝暉;無線自組傳感器網絡[J];傳感技術學報;2004年02期

3 夏俐;陳曦;趙千川;江永亨;管曉宏;;無線傳感器網絡及應用簡介[J];自動化博覽;2005年S2期

4 莊慶德;傳感器網絡的研究現狀[J];國外電子測量技術;2005年04期

5 謝潔銳;胡月明;劉才興;劉蘭;;大田監(jiān)測中無線傳感器網絡的部署[J];現代計算機;2006年03期

6 李小遐;劉瑞霞;;一種無線傳感器網絡的設計[J];自動化技術與應用;2006年04期

7 吳春婧;鄭明春;秦繼林;;無線傳感器網絡協(xié)議研究[J];計算機技術與發(fā)展;2006年08期

8 徐勇軍;楊宇;;無線傳感器網絡的發(fā)展[J];電子產品世界;2006年19期

9 ;堅固的無線傳感器網絡適合苛刻的工業(yè)環(huán)境[J];電子設計技術;2006年09期

10 馬華東;陶丹;;多媒體傳感器網絡及其研究進展[J];軟件學報;2006年09期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 彭政;魏巍;羅相根;羅永健;;無線傳感器網絡中傳感器數量的選擇方法[A];第十九屆測控、計量、儀器儀表學術年會(MCMI'2009)論文集[C];2009年

2 程時端;;傳感器網絡[A];中國通信學會信息通信網絡技術委員會2004年年會論文集[C];2004年

3 楊曼;;無線傳感器網絡對抗[A];四川省電子學會情報專業(yè)委員會學術交流會論文集[C];2006年

4 闞鳳龍;徐自文;陳楠;左傳文;;無線傳感器網絡的應用及其發(fā)展研究[A];第九屆沈陽科學學術年會論文集（信息科學與工程技術分冊）[C];2012年

5 賈杰;趙林亮;常桂然;;面向異構傳感器網絡的高能效覆蓋控制[A];中國通信學會第六屆學術年會論文集（下）[C];2009年

6 馮健昭;肖德琴;肖克輝;李就好;;基于謂詞的水質傳感器網絡采樣整合優(yōu)化算法[A];紀念中國農業(yè)工程學會成立30周年暨中國農業(yè)工程學會2009年學術年會（CSAE 2009）論文集[C];2009年

7 唐云龍;;無線傳感器網絡系統(tǒng)實驗分析[A];工程設計與計算機技術：第十五屆全國工程設計計算機應用學術會議論文集[C];2010年

8 杜景林;陳力軍;謝立;;無線傳感器網絡與互聯網集成體系結構[A];2008年全國開放式分布與并行計算機學術會議論文集(下冊)[C];2008年

9 李新;田斌;辛陽;陳林順;;傳感器網絡中基于音頻的異常事件檢測方法[A];中國電子學會第十七屆信息論學術年會論文集[C];2010年

10 劉昊;;面向電子智能服裝的人體無線傳感器網絡構建[A];“力恒杯”第11屆功能性紡織品、納米技術應用及低碳紡織研討會論文集[C];2011年

中國重要報紙全文數據庫 前10條

1 羅清岳;讓無線傳感器網絡走入生活[N];電子資訊時報;2007年

2 ;多媒體傳感器網絡[N];中國計算機報;2006年

3 美國專利律師 譚文曄　薛之揚;無線傳感器網絡技術專利分析[N];科技日報;2010年

4 本報記者 趙建國;無線傳感器網絡改變未來世界[N];中國知識產權報;2011年

5 樊哲高;我國傳感器網絡標準工作取得新進展[N];中國電子報;2012年

6 本報記者 王博;傳感器網絡標準取得新進展[N];計算機世界;2012年

7 溫雅路;利用無線傳感器網絡提高地質災害監(jiān)測能力[N];人民郵電;2008年

8 林宗輝;ZigBee無線傳感器網絡解決方案[N];電子資訊時報;2007年

9 賽迪顧問信息產業(yè)研究中心高級咨詢師 王坤;國內外物聯網技術研究進展[N];通信產業(yè)報;2009年

10 本報記者 張彤;物物之連[N];網絡世界;2010年

中國博士學位論文全文數據庫 前10條

1 馬瑞;基于小生境粒子群算法的機艙WSN目標覆蓋研究[D];大連海事大學;2014年

2 李洪峻;面向入侵目標追捕的多回路無線網絡控制系統(tǒng)設計與相關技術研究[D];國防科學技術大學;2013年

3 張德敬;基于虛擬坐標的無線傳感器網絡路由協(xié)議研究[D];山東大學;2015年

4 楊顯輝;森林資源數據獲取的移動Sink無線傳感器網絡可靠性研究[D];東北林業(yè)大學;2015年

5 畢冉;基于無線傳感器網絡的事件監(jiān)測算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

6 石熙;數字水印技術在無線傳感器網絡安全中的應用研究[D];重慶大學;2015年

7 徐力杰;低占空比傳感器網絡的數據傳輸調度問題研究[D];南京大學;2014年

8 歐陽鍵;面向無線傳感器網絡的協(xié)作傳輸技術研究[D];南京航空航天大學;2014年

9 馮森;面向智能配用電的無線傳感器網絡路由優(yōu)化協(xié)議研究[D];華北電力大學;2015年

10 徐毅;無線傳感器網絡低能耗路由協(xié)議研究[D];山東大學;2015年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 胥常杰;傳感器網絡設計的數學模型及其應用[D];青島大學;2010年

2 黃錚;無線傳感器網絡連通與覆蓋的研究[D];武漢理工大學;2006年

3 彭一;基于復雜網絡理論的無線傳感器網絡關鍵節(jié)點識別技術研究[D];西南大學;2015年

4 肖力;基于ZigBee無線傳感器網絡的車流量檢測系統(tǒng)設計[D];華南理工大學;2015年

5 劉麗萍;無線傳感器網絡中基于時空相關性的數據壓縮[D];西南大學;2015年

6 何沐曦;無線傳感器網絡環(huán)境下基于MATLAB和OMNeT++的IEEE1588時間同步仿真[D];西南大學;2015年

7 黎鳳霞;一種雙極型多變量公鑰密碼算法在無線傳感器網絡上的優(yōu)化與實現[D];華南理工大學;2015年

8 王曉彤;基于無線傳感器網絡的奶牛健康監(jiān)測系統(tǒng)研究[D];天津理工大學;2015年

9 劉曉晨;基于無線傳感器網絡的室內定位方法研究[D];上海師范大學;2015年

10 董曉峰;畜禽養(yǎng)殖環(huán)境感知及動物標識技術裝備集成研究和應用[D];浙江大學;2015年

本文編號：2568592