發(fā)布時(shí)間：2018-03-02 14:28

  本文選題：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)　切入點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)定位　出處：《東北大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為新一代的智能網(wǎng)絡(luò),具有覆蓋面積廣,自適應(yīng)能力強(qiáng),自組織性和自愈性等特點(diǎn),廣泛地應(yīng)用于醫(yī)療、環(huán)境、軍事等領(lǐng)域。定位技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)和特點(diǎn)以及節(jié)點(diǎn)定位的研究現(xiàn)狀,系統(tǒng)地分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法及其性能評(píng)價(jià)指標(biāo),深入研究了三維節(jié)點(diǎn)定位算法。已有三維定位算法利用靜態(tài)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)普通節(jié)點(diǎn)的三維定位,定位精度和定位率依賴信標(biāo)節(jié)點(diǎn)數(shù)量,而信標(biāo)節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加時(shí),提高了網(wǎng)絡(luò)成本和能量消耗。針對(duì)這些問題本文引入了一個(gè)可移動(dòng)的輔助設(shè)備,發(fā)送移動(dòng)的信標(biāo)信息,實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的三維定位,并推導(dǎo)了三維節(jié)點(diǎn)定位的基本定理,規(guī)劃了輔助設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡。在算法第一階段普通節(jié)點(diǎn)被動(dòng)的接收信標(biāo)信息,利用RSSI測(cè)距方法獲得與信標(biāo)信息的距離,利用三維多邊定位法計(jì)算自身位置�？紤]到在實(shí)際環(huán)境中部分普通節(jié)點(diǎn)無法接收到滿足條件的信標(biāo)信息的情況,在節(jié)點(diǎn)第一階段被動(dòng)定位的基礎(chǔ)上提出了第二階段的主動(dòng)定位過程,提高節(jié)點(diǎn)定位的成功率。此外還給出了節(jié)點(diǎn)的定位流程以及所涉及的信息的數(shù)據(jù)包格式。分析了影響節(jié)點(diǎn)定位誤差的因素以及這些因素對(duì)坐標(biāo)估計(jì)值的影響,分析了各階段參與定位的普通節(jié)點(diǎn)的能量消耗大小。最后,對(duì)本文算法進(jìn)行仿真驗(yàn)證,并與三維DV-Hop算法進(jìn)行比較,仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,所提出的算法定位率高,節(jié)點(diǎn)能耗小,算法性能穩(wěn)定。在平均定位誤差、定位率以及平均能量消耗這三個(gè)指標(biāo)上均優(yōu)于三維DV-Hop算法。
[Abstract]:As a new generation of intelligent network, wireless sensor network has the characteristics of wide coverage, strong adaptive ability, self-organization and self-healing. It is widely used in medical treatment and environment. Military and other fields. Location technology is one of the key technologies in wireless sensor networks. This paper introduces the key technologies and characteristics of wireless sensor networks, as well as the status quo of node location. This paper systematically analyzes the localization algorithm of wireless sensor network and its performance evaluation index, and deeply studies the 3D node localization algorithm, which uses static beacon nodes to realize the 3D localization of common nodes. Location accuracy and location rate depend on the number of beacon nodes, and the network cost and energy consumption are increased when the number of beacon nodes increases. In order to solve these problems, a movable auxiliary device is introduced to send mobile beacon information. In the first stage of the algorithm, the ordinary nodes passively receive the beacon information, and the basic theorem of the 3D node location is derived, and the motion trajectory of the auxiliary equipment is planned. The distance from the beacon information is obtained by using the RSSI ranging method, and the position of the beacon is calculated by using the three-dimensional multilateral positioning method. Considering the fact that some ordinary nodes can not receive the beacons which satisfy the conditions in the actual environment, Based on the passive localization of nodes in the first stage, the active localization process in the second stage is proposed. In addition, the process of node location and the data packet format of the information involved are also given. The factors that affect the node location error and the influence of these factors on the coordinate estimation are analyzed. The energy consumption of common nodes in each stage is analyzed. Finally, the algorithm is verified by simulation and compared with 3D DV-Hop algorithm. The simulation results show that the proposed algorithm has high localization rate and low energy consumption. The performance of the algorithm is stable, and it is superior to the 3D DV-Hop algorithm in terms of the average location error, the localization rate and the average energy consumption.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9

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本文編號(hào)：1556902