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无线传感器网络定位系统研究及设计

作　者: 孟文超
导　师: 俞立
学　校: 浙江工业大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 无线传感器网络定位系统最优信标组扩展卡尔曼滤波
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 64次
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内容摘要

无线通信、传感器技术、嵌入式技术的日益成熟,使得低成本、低功耗、大规模的无线传感器网络得到快速发展,且逐步应用于军事、民用等众多领域。在无线传感器网络中,位置信息扮演着不可或缺的重要角色,如何设计高效实用的定位算法和系统一直是无线传感器网络的研究热点之一。定位算法是无线传感器网络定位系统设计的核心内容,在分析国内外定位算法及系统技术难点的基础上,针对以下问题:1、如何在不增加网络通信负担情况下,提供较高的定位精度,满足大多数无线传感器网络定位系统需求;2、如何在网络拓扑结构变化频繁情况下,具有较强的可扩展性;3、如何在高噪声环境下,具有较强的抗环境干扰鲁棒性;进行了深入研究,取得如下研究成果:1、建立WSN节点定位模型,主要包括系统模型、测距模型和误差模型。2、通过分析未知节点与信标节点的距离和信标节点间的共线性这两个影响定位精度的因素,提出了一种最优信标组选择机制。3、研究节点定位的扩展卡尔曼模型,通过其迭代求精过程有效抑制测量噪声,提高了未知节点的定位精度。4、结合最优信标组选择机制与扩展卡尔曼滤波的优点,提出一种新的基于最优信标组的扩展卡尔曼滤波定位算法(BBG-EKF)。该算法复杂度低,通信量小,定位精度较高。5、搭建无线传感器网络定位系统,包括硬件平台与软件平台。硬件平台主要有传感器节点设计和汇聚节点设计,测距方式结合RSSI和超声波两种测距方式。软件平台主要是BBG-EKF定位算法实现,以及节点软件和监控中心软件的详细设计。

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