本文關鍵詞：基于WSN的節(jié)點定位算法研究

  更多相關文章： 無線傳感器網(wǎng)絡 DV-Hop定位算法 信標節(jié)點選擇算法 粒子群算法

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)是一種分布式自治網(wǎng)絡,它由大量的無處不在的傳感器節(jié)點組成,這些傳感器節(jié)點具有計算、數(shù)據(jù)處理以及無線通信等功能,它們通過協(xié)同合作在目標區(qū)域內(nèi)共同完成監(jiān)測任務。作為無線傳感器網(wǎng)絡的關鍵技術之一,節(jié)點定位技術在許多相關研究方向中是必要的理論基礎,在無線傳感器網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)控制和無線通信中,監(jiān)控對象的位置信息尤為重要,如果節(jié)點的位置信息不確定,研究人員的工作將毫無意義。所以,如何能夠?qū)ΡO(jiān)控目標的位置信息進行精準的定位已經(jīng)成為無線傳感器網(wǎng)絡研究的熱點問題之一。DV-Hop算法是無線傳感器網(wǎng)絡定位算法中一種較為典型的無需測距的定位算法,其算法簡單,易于實現(xiàn),不需要增加額外的硬件設備。本文在分析影響DV-Hop算法性能因素的基礎上,對現(xiàn)有改進算法進行了理論分析和研究,針對現(xiàn)有算法的不足提出了改進算法,并嘗試將算法擴展到三維空間中�，F(xiàn)對本文工作總結如下:本文開始對WSN的研究背景、意義及定位技術的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了介紹,然后研究了定位技術的基礎理論,著重對算法的計算原理、主要分類以及評價指標進行了分析,之后又分析了影響定位精度的內(nèi)部因素和外部因素,在對大量改進算法進行分析研究的基礎上,提出了基于信標節(jié)點選擇的改進DV-Hop算法,該算法中,對于傳統(tǒng)DV-Hop算法信標節(jié)點計算的平均跳距誤差大的問題,使用了基于跳距修正的算法,使計算出的平均跳距更加反應網(wǎng)路的平均跳距,節(jié)點間的距離可以更加接近真實距離;由于三點不共線是定位準確性的保證,本文在考慮了信標節(jié)點分布對定位精度的影響情況下,提出了信標節(jié)點選擇算法,使未知節(jié)點到參與定位的信標節(jié)點的路徑更加接近直線,這樣測量距離將更加準確,MATLAB仿真實驗表明,改進算法能夠很好地降低定位誤差,提高定位精度。為了解決無線傳感器網(wǎng)絡在三維空間中的定位問題,本文使用改進的粒子群算法和基于信標節(jié)點選擇的DV-Hop算法相結合的方式嘗試將算法擴展到三維空間中,由于在三維空間中網(wǎng)絡規(guī)模將會增加,節(jié)點分布位置更加復雜,定位算法需要對節(jié)點的位置進行三維定位,因此對算法的要求更加嚴格,所以,我們在算法的最后定位階段引入了自適應慣性權重的粒子群算法,使得算法同時具有較高的全局搜索能力和較高的定位精度。仿真結果表明,改進算法能夠很好地在三維空間中進行定位,并且具有較高的定位精度。
【關鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡 DV-Hop定位算法 信標節(jié)點選擇算法 粒子群算法
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.5;TP18
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 創(chuàng)新點摘要7-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究狀況和進展11-12
• 1.3 本文結構安排及主要內(nèi)容12-14
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡定位的基本原理14-24
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡結構14-15
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡定位基本概念15-16
• 2.3 定位算法性能指標16-17
• 2.4 定位算法分類17-20
• 2.5 位置計算方法分類20-23
• 2.6 本章小結23-24
• 第三章 DV-Hop定位算法研究24-34
• 3.1 傳統(tǒng)DV-Hop定位算法原理分析24-27
• 3.2 DV-Hop定位算法誤差分析27-29
• 3.2.1 客觀因素27-28
• 3.2.2 主觀因素28-29
• 3.3 現(xiàn)有改進DV-Hop定位算法研究29-33
• 3.3.1 人工布置信標節(jié)點29
• 3.3.2 信標節(jié)點反饋的改進DV-Hop算法29-30
• 3.3.3 基于跳距修正的改進算法30-32
• 3.3.4 對網(wǎng)絡泛洪協(xié)議進行改進32-33
• 3.4 本章小結33-34
• 第四章 基于信標節(jié)點選擇的改進DV-Hop定位算法34-42
• 4.1 跳距誤差修正算法介紹34-35
• 4.2 信標節(jié)點選擇的改進DV-Hop算法設計35-38
• 4.2.1 改進算法思想35-36
• 4.2.2 節(jié)點工作流程36-38
• 4.3 改進算法仿真分析38-41
• 4.3.1 算法實驗配置38
• 4.3.2 算法定位精度對比38-41
• 4.4 本章小結41-42
• 第五章 無線傳感器網(wǎng)絡三維定位算法研究42-54
• 5.1 研究三維定位算法的必要性42
• 5.2 三維算法位置計算方法42-44
• 5.2.1 四邊測量法42-43
• 5.2.2 最小二乘法43-44
• 5.3 現(xiàn)有三維定位算法44-46
• 5.4 基于粒子群算法的改進型DV-Hop三維定位算法研究46-53
• 5.4.1 粒子群算法46-47
• 5.4.2 自適應慣性權重的粒子群優(yōu)化算法47-48
• 5.4.3 目標函數(shù)的確定48
• 5.4.4 改進算法在三維空間中的擴展48-50
• 5.4.5 改進三維定位算法仿真分析50-53
• 5.5 本章小結53-54
• 結論54-55
• 參考文獻55-60
• 發(fā)表文章目錄60-61
• 致謝61-62

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉輝亞;徐建波;;無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位的移動信標節(jié)點路徑規(guī)劃[J];傳感技術學報;2010年06期

2 馮賀;李建中;;虛擬信標節(jié)點:一種提高定位精度的新機制[J];計算機研究與發(fā)展;2010年S2期

3 沈艷霞;薛小松;;無線傳感器網(wǎng)絡移動信標節(jié)點路徑優(yōu)化策略[J];傳感器與微系統(tǒng);2012年12期

4 劉林峰;劉倩倩;王汝傳;;一種基于信標節(jié)點篩選的無線傳感器網(wǎng)絡定位算法[J];南京郵電大學學報(自然科學版);2012年05期

5 董齊芬;馮遠靜;俞立;;基于移動信標節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡定位算法研究[J];傳感技術學報;2008年05期

6 張鴻飛;董齊芬;俞立;;基于局部信標選擇的無線傳感器網(wǎng)絡定位算法[J];傳感技術學報;2010年04期

7 何文秀;夏明;趙小敏;程榮;陳慶章;;WSN中信標節(jié)點移動情況下的定位方法研究[J];小型微型計算機系統(tǒng);2011年11期

8 嚴筱永;錢煥延;楊萬扣;;利用主成分分析解決定位中的復共線問題[J];計算機應用與軟件;2013年01期

9 沙超;王汝傳;孫力娟;黃海平;;無線傳感器網(wǎng)絡中一種信標節(jié)點可遷移的協(xié)作定位方法[J];電子學報;2010年11期

10 樊愛京;朱小艷;郭拯危;李輝;;WSN定位算法中信標節(jié)點的擺放與選擇[J];河南大學學報(自然科學版);2012年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王帥;史清華;;一種基于反向路徑標記的DV-Hop改進算法[A];2010通信理論與技術新發(fā)展——第十五屆全國青年通信學術會議論文集（上冊）[C];2010年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 嚴筱永;無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位技術研究[D];南京理工大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張紅杰;基于WSN的節(jié)點定位算法研究[D];東北石油大學;2015年

2 金言;信標節(jié)點漂移情況下的無線傳感器網(wǎng)絡定位技術研究[D];浙江工業(yè)大學;2011年

3 王甜甜;基于稀疏信標節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡定位算法[D];太原理工大學;2012年

4 黃曉鵬;無線傳感器網(wǎng)絡中移動信標節(jié)點的路徑規(guī)劃與定位算法研究[D];南京大學;2015年

5 尹海峰;基于移動信標節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡定位算法設計[D];南京理工大學;2014年

6 王勝;基于移動信標節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位算法研究[D];燕山大學;2010年

7 李競;一種無信標節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡定位算法研究[D];浙江工業(yè)大學;2011年

8 于滿洋;基于惡意信標節(jié)點檢測的WSNs安全定位技術研究[D];哈爾濱工程大學;2011年

9 馬駿;無線傳感器網(wǎng)絡定位優(yōu)化技術研究與實現(xiàn)[D];南京航空航天大學;2013年

10 聞征;基于虛擬信標節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡快速定位算法[D];北京工業(yè)大學;2013年

，

本文編號：618575