【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量具備感知能力、計算能力以及通信能力的傳感器節(jié)點組成的自組織網(wǎng)絡(luò)，廣泛地應(yīng)用在各個領(lǐng)域中。本文在研究了目前典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位算法的基礎(chǔ)上，對于當(dāng)前定位算法在實際應(yīng)用中所存在的問題進(jìn)行分析后，提出了新的定位算法，在不改變現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點配置的情況下，達(dá)到了提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的定位精度的目的。本文主要圍繞無線傳感器節(jié)點定位算法，在不增加計算開銷的前提下，實現(xiàn)了定位精度的提高。下面將概述本論文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點: 1、對現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位算法進(jìn)行了綜述，其中包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組成以及特點，相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)和定位性能指標(biāo)及影響因素。介紹了當(dāng)前典型的無線傳感器節(jié)點定位算法的原理以及這些定位算法的性能評估，并對這些典型的定位算法進(jìn)行了綜合分析，歸納了這些定位算法在實際的應(yīng)用中存在的不足。 2、在對基于CSS(Chirp Spread Spectrum,線性調(diào)頻擴(kuò)頻技術(shù))的SDSTWR(Symmetrical Double-Sided Two Way Ranging,對稱雙向雙面測距法)測距算法進(jìn)行了研究和分析，并實驗驗證該算法具有測距誤差低，測距范圍廣，成本較低，適用于室內(nèi)和室外環(huán)境的優(yōu)點。由于實際定位場景中，存在多種類未知的噪聲對定位精度造成影響，本文提出了一種基于SDSTWR測距的加權(quán)最大似然估計和Kalman濾波的節(jié)點定位算法。該算法中首先利用SDSTWR測量未知節(jié)點距離錨節(jié)點之間的距離，然后采用WMLE（加權(quán)最大似然估計）將非線性的距離測量值轉(zhuǎn)換成目標(biāo)狀態(tài)的線性觀測值，最后通過使用Kalman濾波算法對目標(biāo)狀態(tài)的觀測值進(jìn)行迭代，解決因為測量噪聲對于定位精度造成的影響。 3、對于提出的基于SDSTWR測距的加權(quán)最大似然估計和卡爾曼濾波算法進(jìn)行了系統(tǒng)仿真設(shè)計，設(shè)計并實現(xiàn)了基于卡爾曼濾波的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)。 4、對上述提出的算法以及設(shè)計實現(xiàn)的定位系統(tǒng)進(jìn)行了實測分析，其中包括了實測環(huán)境的搭建，下位機(jī)測距數(shù)據(jù)的采集，對于傳統(tǒng)的最大似然估計算法和加權(quán)最大算法以及本論文所提出的基于SDSTWR測距的加權(quán)最大似然估計和卡爾曼濾波定位算法進(jìn)行了分析比較，通過實驗驗證分析，本文所提出的SDSTWR-WMLE-KALMAN算法提高了定位精度，降低了定位誤差。
【圖文】：

傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)與 WSNs 擁有不一樣的設(shè)計目的，一般情況下，，在 WSNs 環(huán)境中，大部分的傳感器節(jié)點都是靜止不動的，部署在指定的區(qū)域中，僅有少數(shù)的傳感器節(jié)點是移動的。圖1.1給出了當(dāng)前具備典型性的WSNs體系結(jié)構(gòu)[8,9,10]，主要包括WSNs節(jié)點，傳輸信道，匯聚節(jié)點，Internet 和無線通信網(wǎng)絡(luò)和信息處理中心等部分。圖 1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)圖無線傳感器節(jié)點[11,12]是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最基本，同樣也是最重要的組成單元，無線傳感器節(jié)點主要包括四個部分：分別是傳感器的模塊，處理器的模塊，能量供應(yīng)的模塊和無線通信的模塊，如圖 1.2 所示。圖 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖傳感器模塊的作用主要是用于采集各類信息，比如溫度，濕度，速度以及定

圖 1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)圖11,12]是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最基本，同樣也是最主要包括四個部分：分別是傳感器的模塊，線通信的模塊，如圖 1.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP212.9;TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2563051