本文關(guān)鍵詞：船用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)三維定位技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為一種新興的分布式測控技術(shù),無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN:Wireless Sensor Network)被認(rèn)為是二十一世紀(jì)改變世界的十大新技術(shù)之一,具有非常廣闊的應(yīng)用前景。一般而言,應(yīng)用在不同領(lǐng)域的WSN具有不同的特點(diǎn)。本文針對船舶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和WSN節(jié)點(diǎn)工作環(huán)境特點(diǎn)對船用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究,提出船用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)三維定位方法,并設(shè)計(jì)相關(guān)算法。 本文提出的定位方法由兩部分組成,即艙室定位方法和艙內(nèi)定位方法。艙室定位是指根據(jù)WSN的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),確定未知節(jié)點(diǎn)(指待定位節(jié)點(diǎn))的大體位置。具體而言,艙室定位是根據(jù)未知節(jié)點(diǎn)向基站發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)所選用的中繼節(jié)點(diǎn)的不同,來推斷未知節(jié)點(diǎn)在船上的位置,得出的位置可能是一個(gè)具體的艙室,也可能是其所在的甲板層。艙室定位的精度與船舶的結(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)的布置以及WSN的路由算法密切相關(guān)。艙內(nèi)定位是指在獲得未知節(jié)點(diǎn)所在艙室之后,根據(jù)未知節(jié)點(diǎn)與其艙室內(nèi)的錨節(jié)點(diǎn)(指位置已知的節(jié)點(diǎn))進(jìn)行通信的RSSI(Received Signal Strength Indicator:接收信號強(qiáng)度指示)來計(jì)算它們之間的距離,并根據(jù)這些距離關(guān)系解算出未知節(jié)點(diǎn)的位置。 本文利用美國Crossbow公司生產(chǎn)的WSN節(jié)點(diǎn),對艙室定位方法和艙內(nèi)定位方法進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明利用船用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與RSSI值進(jìn)行定位是可行的。本文還通過編寫基于TinyOS操作系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)應(yīng)用程序和基于Matlab-GUI的定位應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了艙內(nèi)定位的算法。 總之,本文對船用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)進(jìn)行了研究,給出了艙室定位和艙內(nèi)定位方法,實(shí)現(xiàn)了艙內(nèi)定位算法,并在教學(xué)實(shí)習(xí)船“育鯤”輪進(jìn)行了實(shí)船實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文工作是對WSN在船上應(yīng)用的有益探索和嘗試。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 三維定位 最小二乘法 卡爾曼濾波
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：U665.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 選題背景10-11
• 1.2 船用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)11-12
• 1.2.1 船用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)11-12
• 1.2.2 船用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀12
• 1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)三維定位研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 定位的方法類別13
• 1.3.2 研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 第2章 船用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)三維定位基礎(chǔ)知識17-28
• 2.1 船體結(jié)構(gòu)介紹17-18
• 2.2 常用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)測距技術(shù)18-20
• 2.3 基于接收信號強(qiáng)度的定位方法20-25
• 2.3.1 經(jīng)驗(yàn)值擬合和經(jīng)驗(yàn)值匹配20-21
• 2.3.2 信號傳輸模型21-24
• 2.3.3 三維定位的基本算法24-25
• 2.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)TinyOS25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 船用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)28-43
• 3.1 節(jié)點(diǎn)定位流程概述28-29
• 3.2 艙室定位技術(shù)29-32
• 3.3 艙內(nèi)定位技術(shù)32-42
• 3.3.1 錨節(jié)點(diǎn)的布置及選取34-37
• 3.3.2 RSSI值的優(yōu)化37-39
• 3.3.3 節(jié)點(diǎn)信號傳輸模型39-40
• 3.3.4 三維定位算法40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 船用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)和實(shí)船實(shí)驗(yàn)43-61
• 4.1 節(jié)點(diǎn)應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)43-48
• 4.1.1 節(jié)點(diǎn)應(yīng)用程序的功能44-45
• 4.1.2 程序的實(shí)現(xiàn)方法45-48
• 4.2 基于Matlab的定位應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)48-50
• 4.3 實(shí)船實(shí)驗(yàn)50-52
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境的搭建50-51
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果51-52
• 4.4 艙內(nèi)定位實(shí)驗(yàn)52-60
• 4.4.1 RSSI測距實(shí)驗(yàn)52-56
• 4.4.2 定位實(shí)驗(yàn)56-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 第5章 結(jié)論與展望61-63
• 5.1 本文的主要工作61
• 5.2 研究展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 致謝68

【引證文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張凌寒;船載危險(xiǎn)品集裝箱安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2013年

2 劉文;基于微機(jī)電慣性傳感器的船舶室內(nèi)導(dǎo)航算法研究[D];大連海事大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：船用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)三維定位技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：371189