【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量具備感知能力、計(jì)算能力以及通信能力的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的自組織網(wǎng)絡(luò)，廣泛地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中。本文在研究了目前典型的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法的基礎(chǔ)上，對(duì)于當(dāng)前定位算法在實(shí)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)配置的情況下，達(dá)到了提高無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的定位精度的目的。本文主要圍繞無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)定位算法，在不增加計(jì)算開銷的前提下，實(shí)現(xiàn)了定位精度的提高。下面將概述本論文的主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn): 1、對(duì)現(xiàn)有的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法進(jìn)行了綜述，其中包括無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組成以及特點(diǎn)，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(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)定位算法的原理以及這些定位算法的性能評(píng)估，并對(duì)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(shí)際的應(yīng)用中存在的不足。 2、在對(duì)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(duì)稱雙向雙面測(cè)距法)測(cè)距算法進(jìn)行了研究和分析，并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該算法具有測(cè)距誤差低，測(cè)距范圍廣，成本較低，適用于室內(nèi)和室外環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。由于實(shí)際定位場(chǎng)景中，存在多種類未知的噪聲對(duì)定位精度造成影響，本文提出了一種基于SDSTWR測(cè)距的加權(quán)最大似然估計(jì)和Kalman濾波的節(jié)點(diǎn)定位算法。該算法中首先利用SDSTWR測(cè)量未知節(jié)點(diǎn)距離錨節(jié)點(diǎn)之間的距離，然后采用WMLE（加權(quán)最大似然估計(jì)）將非線性的距離測(cè)量值轉(zhuǎn)換成目標(biāo)狀態(tài)的線性觀測(cè)值，最后通過使用Kalman濾波算法對(duì)目標(biāo)狀態(tài)的觀測(cè)值進(jìn)行迭代，解決因?yàn)闇y(cè)量噪聲對(duì)于定位精度造成的影響。 3、對(duì)于提出的基于SDSTWR測(cè)距的加權(quán)最大似然估計(jì)和卡爾曼濾波算法進(jìn)行了系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于卡爾曼濾波的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)。 4、對(duì)上述提出的算法以及設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的定位系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)測(cè)分析，其中包括了實(shí)測(cè)環(huán)境的搭建，下位機(jī)測(cè)距數(shù)據(jù)的采集，對(duì)于傳統(tǒng)的最大似然估計(jì)算法和加權(quán)最大算法以及本論文所提出的基于SDSTWR測(cè)距的加權(quán)最大似然估計(jì)和卡爾曼濾波定位算法進(jìn)行了分析比較，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)與 WSNs 擁有不一樣的設(shè)計(jì)目的，一般情況下，，在 WSNs 環(huán)境中，大部分的傳感器節(jié)點(diǎn)都是靜止不動(dòng)的，部署在指定的區(qū)域中，僅有少數(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)是移動(dòng)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(diǎn)，傳輸信道，匯聚節(jié)點(diǎn)，Internet 和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)和信息處理中心等部分。圖 1.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)圖無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)[11,12]是無(wú)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(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)主要包括四個(gè)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(wú)線通信的模塊，如圖 1.2 所示。圖 1.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)圖11,12]是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最基本，同樣也是最主要包括四個(gè)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2563051