發(fā)布時間：2017-07-04 04:47

  本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)上位機(jī)軟件的設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前國內(nèi)外備受關(guān)注的熱點研究領(lǐng)域,它能夠?qū)崟r監(jiān)測和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)各種監(jiān)測對象的信息,具有廣闊的應(yīng)用前景。節(jié)點定位技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中重要的支撐技術(shù)之一,是無線傳感器廣泛應(yīng)用的基本保證。節(jié)點位置信息不僅是事件監(jiān)測的前提,也是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥耘渲�、提高路由效率的基礎(chǔ)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署是隨機(jī)的,由于受到布設(shè)環(huán)境和自身因素的影響,如何最大限度提高節(jié)點定位精度,將節(jié)點位置信息較為準(zhǔn)確的報告給觀察者是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位研究領(lǐng)域的一個難點,因此很有必要探索基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位方法及軟件實現(xiàn)。論文在分析當(dāng)前定位技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對現(xiàn)有的典型定位算法和定位系統(tǒng)進(jìn)行了分析比較,研究了基于RSSI(Reveived Signal Strength Indicator)測距的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù),實現(xiàn)了基于該技術(shù)的上位機(jī)軟件系統(tǒng)。具體工作和成果如下:(1)針對現(xiàn)有信號傳播損耗模型都是基于理論研究,大多數(shù)并沒有給出相應(yīng)環(huán)境下測量所得到的模型中的可變參數(shù)的問題。本文對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信號傳播規(guī)律進(jìn)行研究,通過實際環(huán)境下的測試,得到RSSI值與傳播距離的關(guān)系,擬合得到不同天線高度和發(fā)射功率下的信號傳播損耗模型的可變參數(shù)值。通過該模型可以計算得到未知節(jié)點與信標(biāo)節(jié)點間的距離。(2)為了減小傳統(tǒng)三邊定位算法的定位精度誤差,提出了一種新的三邊-質(zhì)心定位算法,該算法將質(zhì)心定位思想引入到三邊定位算法中,通過計算三邊定位算法得到的多個節(jié)點的公共區(qū)域質(zhì)心來提高對未知節(jié)點位置估算的精度。實驗結(jié)果表明,該算法與傳統(tǒng)質(zhì)心定位算法和極大似然估計法相比,能夠有效的提高定位精度。在實驗得到的定位結(jié)果中,最小誤差只有0.14m。(3)采用CC2530EM模塊作為硬件平臺,設(shè)計實現(xiàn)了基于RSSI測距的三邊-質(zhì)心定位算法的上位機(jī)軟件系統(tǒng),實現(xiàn)未知節(jié)點運(yùn)動軌跡的界面化顯示等功能。通過對上位機(jī)軟件進(jìn)行功能測試,測試結(jié)果表明該定位算法對硬件要求低、實用性強(qiáng),較好的滿足了系統(tǒng)需求。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點定位算法 RSSI測距 上位機(jī)軟件
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(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5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 研究內(nèi)容13
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)13-14
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)14-26
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)概念14-16
• 2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位概念14-15
• 2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)有關(guān)術(shù)語15-16
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)特點16-17
• 2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)分類17
• 2.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基本定位算法的分類17-24
• 2.4.1 基于測距的定位算法19-23
• 2.4.2 無需測距的定位算法23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-26
• 第三章 基于RSSI測距的三邊-質(zhì)心定位算法26-40
• 3.1 定位算法實現(xiàn)前提26-27
• 3.2 節(jié)點間距離的計算27-32
• 3.2.1 信號傳播損耗模型27-28
• 3.2.2 研究RSSI-d關(guān)系的實驗28-32
• 3.3 節(jié)點坐標(biāo)的計算及分析32-34
• 3.4 改進(jìn)型定位算法性能驗證34-39
• 3.4.1 實驗場地布置34-35
• 3.4.2 定位結(jié)果對比及分析35-38
• 3.4.3 定位性能分析38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第四章 上位機(jī)軟件的設(shè)計與實現(xiàn)40-49
• 4.1 系統(tǒng)開發(fā)平臺及運(yùn)行環(huán)境40
• 4.2 系統(tǒng)整體設(shè)計40-41
• 4.3 子模塊設(shè)計41-43
• 4.3.1 信標(biāo)節(jié)點設(shè)置模塊41
• 4.3.2 數(shù)據(jù)處理模塊41-42
• 4.3.3 定位結(jié)果顯示模塊42-43
• 4.3.4 歷史軌跡管理模塊43
• 4.4 系統(tǒng)界面設(shè)計43-45
• 4.4.1 主界面設(shè)計43-44
• 4.4.2 信標(biāo)節(jié)點設(shè)置界面設(shè)計44-45
• 4.4.3 歷史軌跡管理界面設(shè)計45
• 4.5 系統(tǒng)運(yùn)行演示及誤差分析45-48
• 4.5.1 實驗設(shè)置45-47
• 4.5.2 實驗結(jié)果與分析47-48
• 4.6 本章小結(jié)48-49
• 第五章 總結(jié)與展望49-51
• 5.1 總結(jié)49
• 5.2 展望49-51
• 參考文獻(xiàn)51-54
• 致謝54-55
• 作者簡介55

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馬祖長,孫怡寧,梅濤;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J];通信學(xué)報;2004年04期

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本文編號：516356