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无线传感器网络定位算法的研究

作　者: 薛丽莹
导　师: 王健
学　校: 东北林业大学
专　业:
关键词: 无线传感器网络定位算法蜂窝网络区域划分
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
引　用: 0次
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内容摘要

无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的微型传感器节点(以下称节点)组成,通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络系统,从而协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者。无线传感器网络自身特性决定了其在环境监测、军事、高危险领域中有着广泛的应用前景。在无线传感器网络中,节点的位置信息对传感器网络的监测活动至关重要,事件发生的位置和获取信息的节点位置是传感器节点监测消息中所包含的重要信息,没有位置的监测消息变得毫无意义。因此对无线传感器网络节点定位算法的研究具有重大的理论意义和实际意义。本文分类介绍了无线传感器网络中常用的节点定位算法,并对各种算法进行综合分析；提出了基于蜂窝网络区域划分的节点定位算法,在非测距的情况下,针对单元蜂窝网络和簇蜂窝网络构建网络拓扑关系；采用将锚节点布置在每个单元蜂窝顶点以及中心处的部署方案,利用整个网络的几何特征进行区域划分；根据节点之间的跳数关系,将未知节点的估计位置与满足条件的区域一一对应起来,完成未知节点定位；最后总结了基于蜂窝网络区域划分节点定位算法的优点和不足,说明了该算法具有可拓展性。利用MATLAB7.0仿真环境进行了算法仿真实验并分析了实验结果。对于单元蜂窝网络和簇蜂窝网络,定位误差均达到20%,且定位精度的变化随着网络中未知节点数的增多而趋于稳定,因此,算法更适合大规模网络节点定位。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 无线传感器网络概述  10-11
  1.4 本文组织结构  11-12
2 无线传感器网络定位算法综述  12-23
  2.1 WSN节点定位的基本概念  12
  2.2 节点定位技术的特点  12-13
  2.3 节点定位的测距技术  13-14
    2.3.1 TOA、TDOA和AOA等测距方法  13
    2.3.2 信号强度测距法  13-14
  2.4 节点位置的计算方法  14-17
    2.4.1 三边测量法  14
    2.4.2 多边测量法  14
    2.4.3 模板匹配法  14-15
    2.4.4 三角测量法  15-16
    2.4.5 极大似然估计法  16-17
  2.5 无线传感器网络的定位算法  17-20
    2.5.1 基于测距的定位算法  17
    2.5.2 无需测距的定位算法  17-20
  2.6 算法评价方式  20
  2.7 无线传感器网络定位算法的应用领域  20-22
  2.8 本章小结  22-23
3 基于蜂窝网络区域划分的节点定位算法  23-32
  3.1 算法的提出  23-26
    3.1.1 无线传感器网络的节点部署  23
    3.1.2 蜂窝网络拓扑结构的构建  23-26
  3.2 算法介绍  26-30
    3.2.1 单元蜂窝内节点定位算法  26-29
    3.2.2 簇蜂窝内节点定位算法  29-30
  3.3 算法拓展  30-31
  3.4 算法评价  31
  3.5 本章小结  31-32
4 基于蜂窝网络区域划分的节点定位算法仿真  32-38
  4.1 仿真环境及算法仿真  32-35
    4.1.1 单元蜂窝网络节点定位算法仿真  32-34
    4.1.2 簇蜂窝网络节点定位算法仿真  34-35
  4.2 仿真结果分析  35-36
  4.3 本章小结  36-38
结论  38-39
参考文献  39-42
附录  42-43
攻读学位期间发表的学术论文  43-44
致谢  44-45

无线传感器网络定位算法的研究

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