本文關(guān)鍵詞： DV-Hop 跳值修正 蜂窩模型 協(xié)作遍歷 RSSI　出處：《南京郵電大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：伴隨著微型電路集成技術(shù)、傳感器技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,無線傳感網(wǎng)技術(shù)日漸走向成熟。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量能自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、轉(zhuǎn)發(fā)的低功耗節(jié)點(diǎn)構(gòu)建成的自組型網(wǎng)絡(luò),節(jié)點(diǎn)采用互相協(xié)作的方式采集和轉(zhuǎn)發(fā)消息,最終將信息匯總到用戶終端。無線傳感網(wǎng)易部署、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化等優(yōu)點(diǎn)使其在工業(yè)生產(chǎn)、智能農(nóng)業(yè)化以及環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用。定位技術(shù)作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的基礎(chǔ)性課題,正在成為理論和應(yīng)用研究的重點(diǎn)。定位技術(shù)主要分成基于測(cè)距和非測(cè)距兩種定位算法,測(cè)距定位基于相應(yīng)的硬件模塊,能夠較好地提升的定位精度。但是限于成本和能耗的考慮,基于非測(cè)距的定位算法更具有研究意義,現(xiàn)已成為定位研究的熱點(diǎn)方向。本文提出了基于DV-Hop的改進(jìn)算法和基于移動(dòng)定位的路徑規(guī)劃的改進(jìn),具體內(nèi)容如下:(1)本文針對(duì)DV-Hop存在的缺陷,結(jié)合RSSI信號(hào)強(qiáng)度對(duì)單跳距離值進(jìn)行修正。首先是對(duì)采集到的多組RSSI信號(hào),根據(jù)正態(tài)分布的函數(shù)規(guī)律去除信號(hào)強(qiáng)度中偏差值較大的元素,進(jìn)一步地提升RSSI信號(hào)的精度。在此基礎(chǔ)上根據(jù)DV-Hop求解出單跳的平均跳距,并根據(jù)RSSI的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)每個(gè)單一的跳數(shù)值進(jìn)行修正。(2)把修正前的跳數(shù)值和修正后的跳數(shù)值的比值作為吻合度值,來對(duì)定位過程進(jìn)行分類討論。當(dāng)吻合度較高時(shí),未知節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)路徑與錨節(jié)點(diǎn)之間的路徑吻合度較高,通過修正的跳數(shù)值和平均跳距值的乘積來直接求解未知節(jié)點(diǎn)和錨節(jié)點(diǎn)之間的距離值;當(dāng)吻合度較差時(shí),需要對(duì)單個(gè)跳距值進(jìn)行調(diào)整,通過引入權(quán)值的方式來規(guī)避長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)發(fā)的跳距誤差,以此來提升未知節(jié)點(diǎn)與錨節(jié)點(diǎn)之間的距離求解精度。(3)針對(duì)靜態(tài)定位算法存在的種種缺陷,提出了移動(dòng)定位算法的改進(jìn)。基于蜂窩模型,采用改進(jìn)的三重定位算法來實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的定位。從捕獲的三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)信息篩選出RSSI信號(hào)強(qiáng)度較大的兩個(gè)信息,可以避免引入誤差過大的距離值。并根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度的衰減模型求解可以得到兩個(gè)位置信息,再由第三個(gè)距離信息作為判斷條件,可以唯一確定未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)信息。(4)基于現(xiàn)有移動(dòng)路徑規(guī)劃提出了改進(jìn)措施。使用兩個(gè)錨節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相互協(xié)作,分別遍歷蜂窩模型的邊緣和中心位置。并在相應(yīng)的位置廣播消息包,從而保證整個(gè)模型中的未知節(jié)點(diǎn)都能至少收到來自三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的消息包,且能去除較多的冗余路徑以及消息包共線的情況,從而實(shí)現(xiàn)較好的節(jié)點(diǎn)定位效果。
[Abstract]:With the rapid development of micro-circuit integration technology, sensor technology and Internet of things technology, wireless sensor network technology is increasingly mature. A self-organized network constructed by a low-power forwarding node, in which the nodes collect and forward messages in a cooperative manner, and finally aggregate the information to the user terminal. The dynamic change of network topology makes it play an important role in the fields of industrial production, intelligent agriculture and environmental monitoring. The localization technology is mainly divided into two kinds of localization algorithms based on ranging and non-ranging, and the location is based on the corresponding hardware module. But limited to the consideration of cost and energy consumption, the localization algorithm based on non-ranging has more significance. This paper proposes an improved algorithm based on DV-Hop and an improvement of path planning based on mobile location. The content of this paper is as follows: (1) this paper aims at the defects of DV-Hop. The single hop distance value is modified by combining the RSSI signal strength. Firstly, according to the function rule of normal distribution, the large deviation elements of the signal strength are removed from the collected multi-group RSSI signals. The accuracy of the RSSI signal is further improved. Based on this, the average hopping distance of a single hop is calculated according to the DV-Hop. According to the signal strength of RSSI, each single jump value is modified. (2) the ratio of the modified jump value and the modified jump value is taken as the coincidence value to classify the location process. The distance between unknown node and anchor node is directly solved by the product of modified hop value and average hop distance, and when the consistency is poor, the distance between the unknown node and the anchor node is higher than that between the unknown node and the anchor node. In order to improve the precision of distance solution between unknown node and anchor node, we need to adjust the single hop distance value, and introduce the weight value to avoid the distance error of long distance forwarding, so as to improve the accuracy of distance solution between unknown node and anchor node. An improved mobile location algorithm is proposed. Based on the cellular model, an improved triple location algorithm is adopted to locate the coordinates of the nodes. Two information with high RSSI signal intensity are screened from the captured information of the three anchor nodes. Two position information can be obtained according to the attenuation model of signal strength, and then the third distance information is used as the judgment condition. The coordinate information of unknown nodes can be uniquely determined. 4) based on the existing mobile path planning, an improved method is proposed. Two anchor nodes are used to cooperate with each other. Traversing the edge and center of the cellular model respectively, and broadcasting packets in the corresponding location, so as to ensure that the unknown nodes in the whole model can receive at least three messages from the anchor nodes. Moreover, it can remove more redundant paths and collinear message packets, so as to achieve a better node location effect.
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5

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本文編號(hào)：1541522