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基于Euclidean的无线传感网三维定位算法的研究

作　者: 徐爽
导　师: 任秀丽
学　校: 辽宁大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 无线传感器网络 Euclidean三维定位 迭代限制
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 84次
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内容摘要


近几年来,无线传感器网络的广泛应用引起了越来越多的关注。无线传感器网络是由部署在监测区域内的大量微型传感器节点组成,这些节点可以随机部署、自组成网,完成对环境数据的自动采集、处理和传输。对于大多数无线传感器应用来说,不能确定传感器位置而感知到的数据是没有任何意义的。因此,无线传感器网络节点定位技术的研究显得尤为重要。目前绝大多数算法是针对二维无线传感器网络开展定位,而实际上,无线传感器网络节点经常处于三维环境中,由于节点在三维环境中的定位要比二维的复杂,特别是在锚节点密度小且分布不均匀的情况下。所以,在某一程度上提高三维无线传感器网络节点的定位覆盖度、定位精度、实现节点的快速定位是一个急待解决的问题。首先,本文在二维无线传感器网络基础上,对三维定位算法、定位覆盖度和定位精度等内容做了深入的研究。提出了节点计时器的概念,有效地控制了算法的流程,同时将二维Euclidean定位算法拓展到了三维空间,通过在三维空间中计算未知节点和与其相隔两跳的锚节点之间的距离,实现通信范围内只有三个锚节点的未知节点的定位。其次,本文提出了一种迭代定位限制策略,目的是在未知节点迭代定位过程中,把定位算法的累积误差尽量减小到最低。该策略引入了初始锚节点和二级锚节点的概念,在对二级锚节点的选择上采用了一定的限制条件,即二级锚节点的方位信息和未知节点内相对选择系数表(综合锚节点可信度、锚节点与未知节点间通信距离信息的列表)。将这个策略应用到节点迭代定位算法中,可以有效地减小未知节点定位误差,提高算法的定位精度。最后,仿真实验结果表明本文所提出的定位算法及策略与DV-distance(3D)算法相比,定位误差明显降低。同时本算法在定位覆盖度、实现节点的快速定位等方面存在一定的优越性,达到了预想的目标。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章 绪论  10-13
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 论文的研究目的和意义  11
  1.3 本文的主要工作  11-12
  1.4 本文的组织结构  12-13
第2章 无线传感器网络及其定位技术  13-33
  2.1 无线传感器网络简介  13
  2.2 无线传感器网络的特点  13-15
  2.3 无线传感器网络的体系结构  15-16
    2.3.1 网络结构  15-16
    2.3.2 节点组成  16
  2.4 无线传感器网络定位技术  16-29
    2.4.1 无线传感器网络定位概述  16-17
    2.4.2 定位技术分类  17-19
    2.4.3 定位方法和步骤  19-23
    2.4.4 定位算法的性能评价标准  23-24
    2.4.5 传感器节点自身定位的典型算法  24-29
  2.5 无线传感器网络的三维定位技术  29-32
    2.5.1 无线传感器网络三维定位概述  29-30
    2.5.2 典型的无线传感器网络三维定位技术  30-32
  2.6 本章小结  32-33
第3章 基于 Euclidean 的无线传感网三维定位算法  33-45
  3.1 Euclidean 定位算法  33-35
    3.1.1 RSSI 无线信号传播模型  33-34
    3.1.2 二维Euclidean 定位算法描述  34-35
  3.2 基于Euclidean 的三维定位算法  35-41
    3.2.1 整体算法的概述  35-37
    3.2.2 整体算法的基本思想  37-38
    3.2.3 三维Euclidean 定位算法的设计与实现  38-41
  3.3 仿真实验与分析  41-44
  3.4 本章小结  44-45
第4章 基于无线传感网的迭代限制策略  45-57
  4.1 基于无线传感网的节点迭代定位算法的研究  45-46
    4.1.1 迭代定位算法的步骤  45-46
    4.1.2 迭代定位算法的优缺点  46
  4.2 改进的迭代定位限制策略  46-53
    4.2.1 迭代限制策略概述  46-47
    4.2.2 可信度与选择系数的引入及确定方法  47-48
    4.2.3 锚节点方位问题  48-51
    4.2.4 迭代限制策略的设计与实现  51-53
  4.3 仿真实验与分析  53-56
  4.4 本章小结  56-57
第5章 结论与展望  57-59
  5.1 结论  57-58
  5.2 进一步工作的方向  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-62
攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况  62-63

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 传感器的应用
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