本文關(guān)鍵詞：三維無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中DV-Hop定位算法的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：自無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展以來,其對應(yīng)用場景的需求越來越苛刻,尤其是當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)被隨機(jī)分布到凹凸不平的環(huán)境中時,它所產(chǎn)生的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是非常不均勻且不可預(yù)測的。這種狀況下,定位節(jié)點(diǎn)所處地理方位變得更加困難,而節(jié)點(diǎn)地理方位信息對于實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)接收到的周圍的環(huán)境信息價值起著舉足輕重的作用。這就意味著需要使用更強(qiáng)大的定位算法,以便適應(yīng)復(fù)雜的三維環(huán)境。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中最常應(yīng)用的定位技術(shù)是不需要測距的定位方法,這種定位方法只需要依靠網(wǎng)絡(luò)連通性就可以定位節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)不需要額外昂貴的測量設(shè)備。其中定位算法DV-Hop結(jié)構(gòu)相對簡單且易理解,受到了廣大研究者的關(guān)注。本文主要研究將算法DV-Hop應(yīng)用到三維空間的算法3D-DV-Hop,分析算法3D-DV-Hop定位原理及影響其定位精確度的因素,以下為主要研究工作：1.針對三維空間中節(jié)點(diǎn)間距離估計(jì)誤差增大,提出了基于動態(tài)誤差調(diào)整的多跳距算法3D-DV-Hop,即算法3DMDV-Hop。算法首先是用均方根誤差計(jì)算錨節(jié)點(diǎn)平均跳距,然后未知節(jié)點(diǎn)根據(jù)距離(跳數(shù))信息將錨節(jié)點(diǎn)分組,并且根據(jù)距離動態(tài)調(diào)整每組中錨節(jié)點(diǎn)跳距,在組中根據(jù)均方根誤差加權(quán)計(jì)算組跳距,最后未知節(jié)點(diǎn)根據(jù)組跳距估算到每組中錨節(jié)點(diǎn)距離。經(jīng)過大量仿真實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析,表明算法3DMDV-Hop在定位精確度上要優(yōu)于原始算法3D-DV-Hop一些2.為了更進(jìn)一步地提高節(jié)點(diǎn)在三維空間中定位的精確度,將智能優(yōu)化算法中的微粒群優(yōu)化算法引入3D-DV-Hop算法,分析微粒群優(yōu)化算法的原理,提出了基于改進(jìn)微粒群優(yōu)化的3D-DV-Hop算法。算法使用了均方根誤差計(jì)算錨節(jié)點(diǎn)跳距,并對微粒群算法中參數(shù)慣性權(quán)重與信任系數(shù)實(shí)行動態(tài)計(jì)算,給出了基于凹函數(shù)的慣性權(quán)重和異步信任系數(shù),使得算法能夠更好的尋優(yōu)。通過仿真實(shí)驗(yàn)表明,基于改進(jìn)微粒群優(yōu)化的3D-DV-Hop算法相比于基于原始微粒群優(yōu)化的3D-DV-Hop算法,在定位精確度上表現(xiàn)得更好一些。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 定位 3D-DV-Hop算法 多跳距 微粒群算法
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 引言10
• 1.2 研究背景及意義10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 論文研究工作12-13
• 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)13-14
• 1.6 本章小結(jié)14-15
• 2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述及定位技術(shù)15-33
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述15-21
• 2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)架構(gòu)15-16
• 2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)16-18
• 2.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)與挑戰(zhàn)18-19
• 2.1.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景19-21
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)21-32
• 2.2.1 定位技術(shù)綜述21
• 2.2.2 節(jié)點(diǎn)測距技術(shù)21-23
• 2.2.3 節(jié)點(diǎn)位置的基本計(jì)算方法23-27
• 2.2.4 不需要測距的定位方法27-30
• 2.2.5 定位算法性能相關(guān)評價30-32
• 2.3 本章小結(jié)32-33
• 3 基于動態(tài)誤差調(diào)整的多跳距3D-DV-Hop定位算法33-50
• 3.1 引言33
• 3.2 三維WSN中算法DV-Hop的節(jié)點(diǎn)定位幾何模型33-34
• 3.3 3D-DV-Hop定位算法原理分析34-39
• 3.4 影響算法3D-DV-Hop定位精確度的因素39-40
• 3.4.1 外界因素39
• 3.4.2 內(nèi)部因素39-40
• 3.5 3DMDV-Hop定位算法的研究40-45
• 3.5.1 均方根誤差計(jì)算平均跳距值41-42
• 3.5.2 動態(tài)誤差調(diào)整未知節(jié)點(diǎn)的多跳距值42-44
• 3.5.3 3DMDV-Hop算法定位流程44-45
• 3.6 仿真實(shí)驗(yàn)與分析45-49
• 3.6.1 錨節(jié)點(diǎn)比率對定位精確度的影響46-47
• 3.6.2 總節(jié)點(diǎn)個數(shù)對定位精確度的影響47-48
• 3.6.3 節(jié)點(diǎn)通信半徑對定位精確度的影響48-49
• 3.7 本章小結(jié)49-50
• 4 基于改進(jìn)微粒群優(yōu)化的3D-DV-Hop定位算法50-63
• 4.1 引言50
• 4.2 微粒群優(yōu)化算法研究50-55
• 4.2.1 基本微粒群優(yōu)化算法50-53
• 4.2.2 改進(jìn)的微粒群優(yōu)化算法53-55
• 4.3 目標(biāo)函數(shù)分析55
• 4.4 基于改進(jìn)微粒群優(yōu)化定位算法的流程55-57
• 4.5 仿真實(shí)驗(yàn)與分析57-62
• 4.5.1 錨節(jié)點(diǎn)比率對定位精確度的影響58-59
• 4.5.2 總節(jié)點(diǎn)個數(shù)對定位精確度的影響59-60
• 4.5.3 節(jié)點(diǎn)通信半徑對定位精確度的影響60-61
• 4.5.4 節(jié)點(diǎn)定位誤差比較61-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 5 總結(jié)與展望63-66
• 5.1 研究總結(jié)63-64
• 5.2 研究展望64-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 附錄70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：300761