【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)發(fā)展非常迅速,目前用于監(jiān)測(cè)大范圍的軍事、環(huán)境、公民和醫(yī)療等應(yīng)用環(huán)境中。確定事件發(fā)生的位置是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中至關(guān)重要的問(wèn)題,感測(cè)到的數(shù)據(jù)如果沒(méi)有位置信息是毫無(wú)意義的。這就要求采用定位機(jī)制與算法,才能獲得無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的位置。本文以改善無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法的能量消耗和定位準(zhǔn)確度為主要目標(biāo),提出了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于鄰近度的粒子群優(yōu)化定位算法(Particle Swarm Optimization Localization Algorithm based on Neighboring Degree, PNDLA)。內(nèi)置一個(gè)路由協(xié)議,將節(jié)點(diǎn)的編號(hào)和距離信息以數(shù)據(jù)包的形式傳給基站,基站使用多維定標(biāo)法(Multidimensional scaling mapping, MDS-MAP)估計(jì)未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。并采用粒子群定位算法進(jìn)一步優(yōu)化節(jié)點(diǎn)的估計(jì)坐標(biāo),使定位更趨近于實(shí)際位置。本文的主要內(nèi)容如下：首先,敘述了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念、主要特點(diǎn)和體系結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)單介紹節(jié)點(diǎn)定位的必要性和重要意義,詳細(xì)闡述一些經(jīng)典定位算法的分類、步驟和性能。其次,針對(duì)無(wú)需測(cè)距定位算法計(jì)算復(fù)雜度大、能量消耗高和定位精度低等影響較大的問(wèn)題,提出基于鄰近度的定位算法。該算法結(jié)合鄰域模型的特點(diǎn),選取最佳信標(biāo)節(jié)點(diǎn),計(jì)算鄰近距離。將距離信息傳給基站,基站使用MDS-MAP算法確定未知節(jié)點(diǎn)的位置。再次,定義兩個(gè)約束條件,判斷節(jié)點(diǎn)的定位誤差是否滿足要求。對(duì)傳統(tǒng)的粒子群算法進(jìn)行改進(jìn),用于優(yōu)化定位誤差較大的節(jié)點(diǎn)。引入?yún)?shù)濾值,每次迭代之后將一部分偏離最優(yōu)解的粒子釋放,對(duì)保留下來(lái)的粒子進(jìn)行路徑優(yōu)化。最后,使用網(wǎng)絡(luò)模擬器(Network Simulator Version 2, NS-2)對(duì)算法進(jìn)行仿真。對(duì)基于鄰近度的粒子群優(yōu)化定位算法中涉及到的參數(shù)進(jìn)行改變,觀察并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出結(jié)論：本文提出的算法在節(jié)點(diǎn)的距離估算誤差和定位誤差方面得到改善。
【圖文】：

圖３－４距離近似圖逡逑

３．３．２節(jié)點(diǎn)定位誤差逡逑在網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)，改變節(jié)點(diǎn)的總數(shù)來(lái)改變節(jié)點(diǎn)的密度，，選取節(jié)點(diǎn)的通信半徑逡逑尸７０ｍ，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)比例為２０％。從圖３－７可Ｗ看出，隨著節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的遞增，節(jié)點(diǎn)逡逑的密度逐步變大，使得原來(lái)不能通信的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)可參與定位，四種算法的定逡逑—邐位誤差都在降低。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的度較低時(shí)，最短路徑比較曲折，累計(jì)距離誤逡逑差大，因此ＤＶ－ＣＮＥＤ的誤差大于本文提出的算法。改進(jìn)的ＤＶ－ＨＯＰ算法是找逡逑＇邐到節(jié)點(diǎn)之間跳數(shù)最少的路徑作為最短路徑，而本文的算法是找到距離最短路徑。逡逑當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)增多時(shí)，距離最短路徑比跳數(shù)最短路徑更接近節(jié)點(diǎn)之間的實(shí)逡逑際距離。由于在本文的算法中，距離的估計(jì)與節(jié)點(diǎn)的密度有很大關(guān)系，因此隨逡逑著節(jié)點(diǎn)的密度增大，與其他Ｈ種算法相比，定位誤差有明顯改善。ＣＭＤＳ的定逡逑位誤差變化范圍是９．５％￣２２．４％
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP18;TN929.5;TP212.9

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 夏俐,陳曦,趙千川,江永亨,管曉宏;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用簡(jiǎn)介[J];自動(dòng)化博覽;2004年01期

2 孫雨耕,張靜,孫永進(jìn),房朝暉;無(wú)線自組傳感器網(wǎng)絡(luò)[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2004年02期

3 夏俐;陳曦;趙千川;江永亨;管曉宏;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用簡(jiǎn)介[J];自動(dòng)化博覽;2005年S2期

4 莊慶德;傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀[J];國(guó)外電子測(cè)量技術(shù);2005年04期

5 謝潔銳;胡月明;劉才興;劉蘭;;大田監(jiān)測(cè)中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署[J];現(xiàn)代計(jì)算機(jī);2006年03期

6 李小遐;劉瑞霞;;一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)[J];自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用;2006年04期

7 吳春婧;鄭明春;秦繼林;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究[J];計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展;2006年08期

8 徐勇軍;楊宇;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展[J];電子產(chǎn)品世界;2006年19期

9 ;堅(jiān)固的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)適合苛刻的工業(yè)環(huán)境[J];電子設(shè)計(jì)技術(shù);2006年09期

10 馬華東;陶丹;;多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)及其研究進(jìn)展[J];軟件學(xué)報(bào);2006年09期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 彭政;魏巍;羅相根;羅永健;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器數(shù)量的選擇方法[A];第十九屆測(cè)控、計(jì)量、儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)(MCMI'2009)論文集[C];2009年

2 程時(shí)端;;傳感器網(wǎng)絡(luò)[A];中國(guó)通信學(xué)會(huì)信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)2004年年會(huì)論文集[C];2004年

3 楊曼;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗[A];四川省電子學(xué)會(huì)情報(bào)專業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年

4 闞鳳龍;徐自文;陳楠;左傳文;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用及其發(fā)展研究[A];第九屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（信息科學(xué)與工程技術(shù)分冊(cè)）[C];2012年

5 賈杰;趙林亮;常桂然;;面向異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)的高能效覆蓋控制[A];中國(guó)通信學(xué)會(huì)第六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下）[C];2009年

6 馮健昭;肖德琴;肖克輝;李就好;;基于謂詞的水質(zhì)傳感器網(wǎng)絡(luò)采樣整合優(yōu)化算法[A];紀(jì)念中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)成立30周年暨中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)（CSAE 2009）論文集[C];2009年

7 唐云龍;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析[A];工程設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)技術(shù)：第十五屆全國(guó)工程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

8 杜景林;陳力軍;謝立;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)集成體系結(jié)構(gòu)[A];2008年全國(guó)開放式分布與并行計(jì)算機(jī)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集(下冊(cè))[C];2008年

9 李新;田斌;辛陽(yáng);陳林順;;傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于音頻的異常事件檢測(cè)方法[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)第十七屆信息論學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

10 劉昊;;面向電子智能服裝的人體無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建[A];“力恒杯”第11屆功能性紡織品、納米技術(shù)應(yīng)用及低碳紡織研討會(huì)論文集[C];2011年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 羅清岳;讓無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)走入生活[N];電子資訊時(shí)報(bào);2007年

2 ;多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2006年

3 美國(guó)專利律師 譚文曄　薛之揚(yáng);無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專利分析[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

4 本報(bào)記者 趙建國(guó);無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)改變未來(lái)世界[N];中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào);2011年

5 樊哲高;我國(guó)傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作取得新進(jìn)展[N];中國(guó)電子報(bào);2012年

6 本報(bào)記者 王博;傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)取得新進(jìn)展[N];計(jì)算機(jī)世界;2012年

7 溫雅路;利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)提高地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)能力[N];人民郵電;2008年

8 林宗輝;ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)解決方案[N];電子資訊時(shí)報(bào);2007年

9 賽迪顧問(wèn)信息產(chǎn)業(yè)研究中心高級(jí)咨詢師 王坤;國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究進(jìn)展[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2009年

10 本報(bào)記者 張彤;物物之連[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2010年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 馬瑞;基于小生境粒子群算法的機(jī)艙WSN目標(biāo)覆蓋研究[D];大連海事大學(xué);2014年

2 李洪峻;面向入侵目標(biāo)追捕的多回路無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與相關(guān)技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

3 張德敬;基于虛擬坐標(biāo)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究[D];山東大學(xué);2015年

4 楊顯輝;森林資源數(shù)據(jù)獲取的移動(dòng)Sink無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

5 畢冉;基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的事件監(jiān)測(cè)算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 石熙;數(shù)字水印技術(shù)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2015年

7 徐力杰;低占空比傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度問(wèn)題研究[D];南京大學(xué);2014年

8 歐陽(yáng)鍵;面向無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作傳輸技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

9 馮森;面向智能配用電的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化協(xié)議研究[D];華北電力大學(xué);2015年

10 徐毅;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)低能耗路由協(xié)議研究[D];山東大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 胥常杰;傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用[D];青島大學(xué);2010年

2 黃錚;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)連通與覆蓋的研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

3 彭一;基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)識(shí)別技術(shù)研究[D];西南大學(xué);2015年

4 肖力;基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的車流量檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2015年

5 劉麗萍;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于時(shí)空相關(guān)性的數(shù)據(jù)壓縮[D];西南大學(xué);2015年

6 何沐曦;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下基于MATLAB和OMNeT++的IEEE1588時(shí)間同步仿真[D];西南大學(xué);2015年

7 黎鳳霞;一種雙極型多變量公鑰密碼算法在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)上的優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)[D];華南理工大學(xué);2015年

8 王曉彤;基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的奶牛健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D];天津理工大學(xué);2015年

9 劉曉晨;基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位方法研究[D];上海師范大學(xué);2015年

10 董曉峰;畜禽養(yǎng)殖環(huán)境感知及動(dòng)物標(biāo)識(shí)技術(shù)裝備集成研究和應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2568592