本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)研究

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【摘要】： 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)集中了微機(jī)電、感知、嵌入式計(jì)算、分布式信息處理和無(wú)線通信等技術(shù),形成了一種全新的信息獲取和處理模式。布局、覆蓋、節(jié)點(diǎn)定位、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議是傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中的幾個(gè)基本問(wèn)題。其中,網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和節(jié)點(diǎn)定位問(wèn)題是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)眾多應(yīng)用的前提,也是傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。本文對(duì)基于Zigbee協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)進(jìn)行了研究。 首先,論文在分析無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)、體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,綜述了Zigbee通信協(xié)議的基本內(nèi)容及其在組建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用,闡明了ZigBee技術(shù)以其低功耗、低成本、低速率等優(yōu)點(diǎn),成為了最炙手可熱的無(wú)線通信技術(shù)之一,廣泛應(yīng)用于家庭智能化、工業(yè)控制等眾多領(lǐng)域。 其次,論文探討了當(dāng)今主流的幾種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法及其性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和分類(lèi)方法。相對(duì)于通常的基于錨節(jié)點(diǎn)的定位算法,著重分析了以AFL(Anchor Free Location)算法為代表的無(wú)錨節(jié)點(diǎn)的定位算法。針對(duì)于AFL算法易出現(xiàn)局部最優(yōu)解的情況,提出了改進(jìn)算法,分析建立了無(wú)折疊布局,并運(yùn)用質(zhì)心-彈簧算法獲得全局最優(yōu)解。 最后,文章以無(wú)線噪聲環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為應(yīng)用實(shí)例,基于IAR開(kāi)發(fā)環(huán)境上利用CC2430無(wú)線通信芯片實(shí)現(xiàn)了傳感器網(wǎng)絡(luò)組的建,并在完成AFL算法的定位過(guò)程。算法的仿真結(jié)果表明,AFL算法定位算法可以實(shí)現(xiàn)良好定位,精度較好。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) Zigbee協(xié)議 無(wú)錨節(jié)點(diǎn) AFL算法
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介11-14
• 1.2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)11-12
• 1.2.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)12-13
• 1.2.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成13-14
• 1.3 Zigbee協(xié)議應(yīng)用領(lǐng)域及優(yōu)勢(shì)14-15
• 1.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)簡(jiǎn)介15-17
• 1.4.1 節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)的基本概念15-16
• 1.4.2 節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)的應(yīng)用16
• 1.4.3 節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 研究的內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)17-19
• 第2章 ZIGBEE協(xié)議及組網(wǎng)原理19-30
• 2.1 Zigbee協(xié)議概述19-20
• 2.1.1 Zigbee起源及特點(diǎn)19
• 2.1.2 Zigbee設(shè)備19-20
• 2.2 Zigbee的協(xié)議構(gòu)架及規(guī)范20-26
• 2.2.1 物理層21-22
• 2.2.2 媒介接入控制層(MAC)22-23
• 2.2.3 Zigbee網(wǎng)絡(luò)層23-24
• 2.2.4 Zigbee應(yīng)用層24-26
• 2.3 Zigbee協(xié)議的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)26-27
• 2.3.1 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)26
• 2.3.2 樹(shù)簇形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)26-27
• 2.3.3 網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)27
• 2.4 組網(wǎng)27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)30-48
• 3.1 節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)的基本原理30-37
• 3.1.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基本定位技術(shù)30-33
• 3.1.2 定位算法的分類(lèi)33-36
• 3.1.3 定位算法的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)36-37
• 3.2 典型的定位算法37-43
• 3.2.1 基于距離(Range-based)的定位算法37-39
• 3.2.2 距離無(wú)關(guān)(Range-free)的定位算法39-43
• 3.3 無(wú)錨節(jié)點(diǎn)定位算法43-47
• 3.3.1 AFL定位算法44
• 3.3.2 KPS算法44-45
• 3.3.3 ABC算法45-46
• 3.3.4 無(wú)錨節(jié)點(diǎn)定位算法分析46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第4章 AFL節(jié)點(diǎn)定位算法及其改進(jìn)算法48-59
• 4.1 AFL(ACHOR-FREE LOCATION)算法概述48-53
• 4.1.1 AFL的計(jì)算方式48-49
• 4.1.2 全局固定的網(wǎng)絡(luò)布局49
• 4.1.3 全局能量比率49-51
• 4.1.4 局部最優(yōu)解51-53
• 4.2 AFL算法的改進(jìn)53-58
• 4.2.1 無(wú)折疊的布局生成53-57
• 4.2.2 質(zhì)心-彈簧優(yōu)化57-58
• 4.3 本章小結(jié)58-59
• 第5章 無(wú)線環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)定位算法實(shí)現(xiàn)59-73
• 5.1 環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述59-60
• 5.2 系統(tǒng)的構(gòu)架60-61
• 5.3 傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)61-65
• 5.3.1 節(jié)點(diǎn)總體設(shè)計(jì)方案61
• 5.3.2 無(wú)線通信芯片CC243061-63
• 5.3.3 傳感器模塊63-65
• 5.3.4 電源模塊65
• 5.4 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法實(shí)現(xiàn)及仿真65-72
• 5.4.1 AFL改進(jìn)算法的軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)65-69
• 5.4.2 定位算法的仿真69-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果79-80
• 致謝80

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10 何涇沙;張e，

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