本文選題：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) + 定位算法�。� 參考：《重慶大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：滑坡災(zāi)害給國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了巨大危害,而滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警工作是有效防范滑坡災(zāi)害的重要手段,但現(xiàn)有專用監(jiān)測(cè)設(shè)備及方法普遍存在著人員工作量大、監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)性差、儀器價(jià)格昂貴、安裝調(diào)試和維護(hù)不便等突出問題,增加了實(shí)踐環(huán)節(jié)的難度。作為物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù)之一,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠適應(yīng)野外復(fù)雜監(jiān)測(cè)環(huán)境的需要,本文利用布設(shè)價(jià)格低廉的普通無線傳感器節(jié)點(diǎn)在可能發(fā)生滑坡的區(qū)域內(nèi)組網(wǎng)并結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法來實(shí)現(xiàn)滑坡體的位移監(jiān)測(cè),主要研究工作如下:①分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本特點(diǎn),對(duì)比網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的短距離通信機(jī)制并結(jié)合滑坡監(jiān)測(cè)及定位需求的實(shí)際,選取基于Zig Bee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究定位算法和滑坡監(jiān)測(cè);②分析比較了現(xiàn)有兩大類無線定位算法。無需測(cè)距的定位算法對(duì)硬件要求較低但是定位精度不高,一般只適于粗粒度定位需求;基于測(cè)距的定位算法定位精度相對(duì)較高,但其中只有RSSI定位算法對(duì)硬件條件的要求較低;③提出一種基于RSSI的質(zhì)心定位改進(jìn)算法。結(jié)合滑坡監(jiān)測(cè)應(yīng)用的實(shí)際,對(duì)由RSSI定位算法和質(zhì)心定位算法融合而成的算法——基于RSSI的質(zhì)心定位算法進(jìn)行了分析,找出了其存在缺陷和原因,通過引入?yún)f(xié)作定位算法和NLOS誤差抑制方法,從提高定位精度和覆蓋率兩個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn),并完成了改進(jìn)算法的滑坡監(jiān)測(cè)應(yīng)用研究和監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的硬件方案設(shè)計(jì)。④使用MATLAB完成了RSSI定位算法和質(zhì)心定位算法在相同定位參數(shù)下的模擬測(cè)試,隨后利用修改錨節(jié)點(diǎn)數(shù)量、改變節(jié)點(diǎn)通信半徑以及節(jié)點(diǎn)呈均勻分布的不同測(cè)試環(huán)境對(duì)基于RSSI的質(zhì)心定位算法和改進(jìn)算法進(jìn)行模擬測(cè)試,結(jié)果表明改進(jìn)算法能夠顯著減少傳播環(huán)境和硬件因素對(duì)定位性能的影響,定位誤差較改進(jìn)前有3%至10%的提升而定位覆蓋率最大能提高20%,且使用改進(jìn)算法的滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還具有系統(tǒng)造價(jià)低廉等特點(diǎn)。
[Abstract]:Landslide disaster has brought great harm to national economic construction and people's life and property safety. Landslide monitoring and early warning work is an important means to effectively prevent landslide disaster, but the existing special monitoring equipment and methods generally have a large workload of personnel. The problems of poor real time monitoring, high price of instrument, inconvenient installation, debugging and maintenance increase the difficulty of practice. As one of the supporting technologies of the Internet of things, wireless sensor networks can meet the needs of complex monitoring environment in the field. In this paper, the common wireless sensor nodes with low price are set up in the area where the landslide may occur and the wireless sensor network localization algorithm is used to realize the displacement monitoring of the landslide body. The main research work is as follows: 1. The basic characteristics of wireless sensor network are analyzed, and the short distance communication mechanism between nodes is compared with the reality of landslide monitoring and location. In this paper, two kinds of wireless localization algorithms based on Zig Bee and landslide monitoring are analyzed and compared. The location algorithm which does not need ranging has low hardware requirement but low positioning accuracy, which is generally only suitable for coarse granularity localization, and the location accuracy of ranging based localization algorithm is relatively high, but only RSSI localization algorithm requires lower hardware requirements. 3 an improved centroid location algorithm based on RSSI is proposed. Combined with the application of landslide monitoring, this paper analyzes the centroid location algorithm based on RSSI, which is composed of RSSI location algorithm and centroid location algorithm, and finds out its defects and reasons. By introducing the cooperative localization algorithm and the NLOS error suppression method, this paper improves the localization accuracy and coverage rate. The application research of improved algorithm for landslide monitoring and the hardware design of monitoring site. 4. The simulation test of RSSI location algorithm and centroid positioning algorithm under the same positioning parameters is completed by using MATLAB, and then the number of anchor nodes is modified. The centroid location algorithm based on RSSI and the improved algorithm are simulated and tested by changing the node communication radius and the uniform distribution of nodes in different test environments. The results show that the improved algorithm can significantly reduce the impact of propagation environment and hardware factors on location performance. The positioning error can be increased by 3% to 10%, and the location coverage can be increased by 20%, and the landslide monitoring system using the improved algorithm has the characteristics of low cost and so on.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P642.22;TN929.5;TP212.9

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本文編號(hào)：1945873