本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位若干問題研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：得益于片上系統(tǒng),微機(jī)電系統(tǒng),低功耗嵌入式技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展,以傳感器節(jié)點(diǎn)為組成單元的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。其中的傳感器節(jié)點(diǎn)體積小,成本低,被大量地部署在監(jiān)測的區(qū)域,以多跳、動(dòng)態(tài)路由等方式進(jìn)行通信。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以其獨(dú)特的信息獲取和傳輸特點(diǎn),已經(jīng)被應(yīng)用在國防安全、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、智能家居等諸多領(lǐng)域。然而,在所有應(yīng)用場景下采集的數(shù)據(jù)包中必不可少的是每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的位置信息,因此對節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)的研究具有非常重要的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。近幾年,節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的變化發(fā)生著改變,由傳統(tǒng)的基于靜態(tài)信標(biāo)的的節(jié)點(diǎn)定位,發(fā)展出了基于移動(dòng)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的定位。本文在對靜態(tài)信標(biāo)定位方法進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)對移動(dòng)信標(biāo)路徑規(guī)劃問題進(jìn)行了深入的探討和研究。首先針對基于移動(dòng)信標(biāo)定位算法查閱了大量文獻(xiàn)資料,對已有的定位方法進(jìn)行了深入了解。介紹了其中經(jīng)典和前沿的定位方法的原理和創(chuàng)新之處,并對部分定位方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析和驗(yàn)證。在網(wǎng)絡(luò)均勻覆蓋場景下,利用Gauss-Markov隨機(jī)移動(dòng)模型的移動(dòng)特點(diǎn),結(jié)合虛擬力算法和速率調(diào)整策略,提出了一種VF-Speed的動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃算法,并針對仿真試驗(yàn)中出現(xiàn)的虛擬墻問題進(jìn)行了分析和修正。通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法性能,并與原始Gauss-Markov隨機(jī)移動(dòng)模型進(jìn)行了多個(gè)性能指標(biāo)的對比,證明了經(jīng)過VF-Speed算法動(dòng)態(tài)調(diào)整后的路徑定位效果更優(yōu)。在異形網(wǎng)絡(luò)覆蓋的定位場景中,將移動(dòng)信標(biāo)路徑規(guī)劃問題分解為虛擬信標(biāo)選取和最短路徑TSP問題。為了得到符合網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的虛擬信標(biāo)集合,根據(jù)基于網(wǎng)絡(luò)連通度的BFS算法,提出了一種改進(jìn)型BFS算法,解決了虛擬信標(biāo)冗余的問題。在仿真實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了對比,發(fā)現(xiàn)即使在網(wǎng)絡(luò)連通度變化的情況下,通過本文的算法選出的信標(biāo)集合依然能保持較好的定位效果。針對最短路徑TSP問題,選用離散型人工螢火蟲算法并對其參數(shù)進(jìn)行了改進(jìn),結(jié)合2-Opt算子提出了IDGSO-C2Opt算法。通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其效果,并與原始GSO算法和模擬退火算法進(jìn)行比較,其收斂速度和目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)值均優(yōu)于其余兩種算法。最后,歸納總結(jié)了本文的工作內(nèi)容和研究成果,對該方向上可以進(jìn)一步深入探討的問題進(jìn)行了展望
【關(guān)鍵詞】：節(jié)點(diǎn)定位 移動(dòng)信標(biāo) 路徑規(guī)劃 高斯馬爾科夫移動(dòng)模型 虛擬力算法 離散螢火蟲算法
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-18
• 1.1 選題背景11
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述11-15
• 1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)12-13
• 1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)13-14
• 1.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域14-15
• 1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位問題研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本文的工作及內(nèi)容安排16-18
• 2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)18-35
• 2.1 定位技術(shù)的基本概念18-25
• 2.1.1 節(jié)點(diǎn)分類18-20
• 2.1.2 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算方法20-23
• 2.1.3 定位相關(guān)術(shù)語及算法性能指標(biāo)23-25
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)經(jīng)典定位方法25-28
• 2.2.1 基于測距的定位方法25-26
• 2.2.2 基于非測距的定位方法26-28
• 2.3 基于移動(dòng)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的定位算法28-34
• 2.3.1 定位算法新型分類28-29
• 2.3.2 基于移動(dòng)信標(biāo)的定位算法的特點(diǎn)29-30
• 2.3.3 移動(dòng)信標(biāo)路徑規(guī)劃和移動(dòng)模型分析30-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 3 均勻覆蓋下基于VF-Speed的移動(dòng)信標(biāo)路徑優(yōu)化35-50
• 3.1 Gauss-Markov移動(dòng)模型原理與分析35-38
• 3.1.1 Gauss-Markov移動(dòng)模型原理35
• 3.1.2 監(jiān)測區(qū)域中GS移動(dòng)模型分析35-38
• 3.2 基于虛擬力算法的信標(biāo)移動(dòng)策略38-43
• 3.2.1 虛擬力算法基本原理39
• 3.2.2 基于虛擬力的信標(biāo)移動(dòng)策略39-42
• 3.2.3 基于虛擬力的移動(dòng)信標(biāo)仿真分析42-43
• 3.3 結(jié)合速率調(diào)整策略的VF-Speed算法43-46
• 3.4 算法仿真及性能對比分析46-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 4 異形網(wǎng)絡(luò)覆蓋下移動(dòng)信標(biāo)路徑規(guī)劃研究50-70
• 4.1 虛擬信標(biāo)位置選取方法50-54
• 4.1.1 基于三重優(yōu)化覆蓋的虛擬信標(biāo)位置選取50-52
• 4.1.2 基于BFS方法的虛擬信標(biāo)位置選取52-54
• 4.2 改進(jìn)型BFS算法的虛擬信標(biāo)位置獲取方法54-56
• 4.3 移動(dòng)信標(biāo)最短路徑TSP問題研究56-60
• 4.3.1 問題描述56-57
• 4.3.2 改進(jìn)型離散人工螢火蟲算法57-58
• 4.3.3 基于Complete 2-Opt算子的局部優(yōu)化58-59
• 4.3.4 IDGSO-C2Opt算法實(shí)現(xiàn)59-60
• 4.4 算法仿真與分析60-69
• 4.4.1 改進(jìn)型BFS虛擬信標(biāo)位置選取仿真與分析60-66
• 4.4.2 IDGSO-C2Opt算法仿真與分析66-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 5 總結(jié)與展望70-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 作者簡歷77-78
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集78

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：262418