基于移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法研究
本文選題:移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn) + 定位。 參考:《重慶大學(xué)》2012年碩士論文
【摘要】:無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是新興前沿的研究方向,它涵蓋多個(gè)學(xué)科的知識(shí),將客觀物理世界和邏輯信息世界相結(jié)合,從而改變了人與自然界之間交流的方式。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)因其自組織、以數(shù)據(jù)為中心的特點(diǎn)而得到了廣泛應(yīng)用,通常節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)捆綁位置信息才有意義,F(xiàn)有的定位技術(shù)大多使用安裝GPS設(shè)備的靜態(tài)錨節(jié)點(diǎn)為未知節(jié)點(diǎn)提供位置信息,錨節(jié)點(diǎn)高密度分布會(huì)給定位系統(tǒng)帶來成本上的壓力。采用移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)代替靜態(tài)錨節(jié)點(diǎn)是解決成本問題的有效方法,所以本文針對(duì)移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)定位算法展開了深入的研究。 目前采用移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)的定位算法仍然有很多弊端,比如易產(chǎn)生定位盲區(qū)、定位執(zhí)行周期長等。有研究提出使用遞增式定位方法,但產(chǎn)生的累積誤差問題很嚴(yán)重。作者提出了一種基于網(wǎng)格劃分的遞增式定位算法來改善現(xiàn)有技術(shù)的不足,這種定位技術(shù)主要是應(yīng)用于大面積監(jiān)測區(qū)域,旨在解決大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)定位存在的定位速度慢和累積誤差大的問題。為了降低定位實(shí)現(xiàn)成本并提高定位效率,算法中的錨節(jié)點(diǎn)采用動(dòng)態(tài)和靜態(tài)相結(jié)合的方式。移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中按照規(guī)劃的路徑運(yùn)動(dòng)并廣播自身的位置信息,未知節(jié)點(diǎn)計(jì)算出其坐標(biāo)后等待監(jiān)控后臺(tái)的命令,決定自己是否需要轉(zhuǎn)換為靜態(tài)錨節(jié)點(diǎn),輔助其他未知節(jié)點(diǎn)定位。為了解決遞增式定位產(chǎn)生的誤差累積問題,,文中優(yōu)化了這種定位方式,合理地選擇部分已知節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為靜態(tài)錨節(jié)點(diǎn)。為了更加有效地減小全網(wǎng)定位產(chǎn)生的累積誤差,算法將大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)劃分網(wǎng)格。根據(jù)定位應(yīng)用時(shí)提出的定位精度需求,可以使用仿真工具確定如何將大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)劃分為小面積網(wǎng)格,每個(gè)網(wǎng)格中的定位過程是相對(duì)獨(dú)立的。 為了說明算法的有效性,文中從多個(gè)方面仿真驗(yàn)證作者提出的算法,包括網(wǎng)格劃分?jǐn)?shù)量和精度需求之間的關(guān)系、節(jié)點(diǎn)定位的誤差分析。根據(jù)仿真結(jié)果可以針對(duì)不同精度要求選擇相應(yīng)的網(wǎng)格大小,誤差圖中顯示了節(jié)點(diǎn)實(shí)際位置與測量位置的差值。另外,從全網(wǎng)定位的速度和定位過程中產(chǎn)生的定位誤差兩個(gè)角度出發(fā),作者將該算法與MBAL定位算法進(jìn)行比較。仿真結(jié)果表明用于規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)定位時(shí),基于網(wǎng)格劃分的遞增式定位算法定位速度較快且累積誤差明顯較小,監(jiān)測區(qū)域面積越大優(yōu)勢體現(xiàn)的越明顯。
[Abstract]:The wireless sensor network is the research direction of the emerging frontier . It covers the knowledge of multiple disciplines , combines the objective physical world with the logic information world , thus changing the way of communication between man and nature . Most of the existing positioning technology uses the static anchor node of GPS equipment to provide location information for unknown node , and the high density distribution of anchor node can bring cost to the positioning system .
In order to reduce the error accumulation caused by incremental positioning , the mobile anchor node can be used in large area monitoring area to solve the problem of slow positioning speed and accumulated error of large - scale network positioning . In order to reduce the error accumulation caused by incremental positioning , the algorithm uses dynamic and static method to determine whether it needs to be converted into static anchor node . In order to reduce the accumulated error generated by incremental positioning , it is possible to use simulation tool to determine how to divide large - scale network into small area grid , and the positioning process in each grid is relatively independent .
In order to illustrate the effectiveness of the algorithm , the algorithm proposed by the author is simulated from a number of aspects , including the relationship between the number of grid partition and the precision requirement , and the error analysis of the node positioning . According to the simulation results , the difference between the actual position of the node and the measurement position is shown .
【學(xué)位授予單位】:重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類號(hào)】:TN929.5;TP212.9
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):1908578
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