近年來,無線傳感器網(wǎng)絡迎來了井噴式的發(fā)展,而通過無線傳感器網(wǎng)絡對目標進行無源感知定位也成為了一個新興課題。不同于有源定位,無源感知定位的原理是:當目標進入無線傳感器網(wǎng)絡中時,會引起傳感網(wǎng)中鏈路信號的接收信號強度指示RSSI(Received Signal Strength Indication)值發(fā)生改變,將目標進入傳感網(wǎng)前后的RSSI值進行比對分析,可估計目標的位置。該技術(shù)不需要被定位目標攜帶任何電子設備即能對目標進行定位,在目標監(jiān)測、安防、災害救援等領域中具有重大的研究價值和意義。因此,人們掀起了一股研究無源感知定位算法的熱潮。在無源感知定位中,指紋法和幾何法由于算法實現(xiàn)較容易、成本低,因此被研究人員普遍采用。但是,這兩種方法也存在著一些不足。指紋法的指紋匹配需要較大的計算量。歐氏距離可用于度量空間位置向量的距離,卻被大多數(shù)指紋法用來匹配具有非空間屬性的指紋向量。幾何法定位受環(huán)境布局影響較大,穩(wěn)定性較差。因此,本文對這些問題展開了研究。本文首先概述了無線傳感器網(wǎng)絡及分析了基于RSSI的無源感知定位原理,比較指紋法無源感知定位和幾何法無源感知定位的優(yōu)缺點。針對指紋法中,歐氏距離法被用... 

【文章來源】： 孫鵬程 安徽大學

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

CC2530的ZigBee開發(fā)板實物圖

第三章基于斯皮爾曼相關系數(shù)法的指紋法定位26圖3.5IAR集成開發(fā)環(huán)境界面3.2.2基于IAR集成開發(fā)環(huán)境的實驗系統(tǒng)設計本系統(tǒng)由普通節(jié)點、匯聚節(jié)點、手持節(jié)點和計算機組成。（1）普通節(jié)點：采用由美國TI公司生產(chǎn)的CC2530芯片組成的Zigbee開發(fā)板，通信頻段為2.4GHz，采用了IEEE802.15.4標準。每個普通節(jié)點都能進行數(shù)據(jù)的收發(fā)。普通節(jié)點圍成了一個定位區(qū)域，進入到區(qū)域中的目標會影響鏈路的數(shù)據(jù)信息，每個普通節(jié)點收集到的數(shù)據(jù)信息會構(gòu)成一個RSSI測量矩陣，將用于目標定位。（2）匯聚節(jié)點：可向普通節(jié)點發(fā)送開始測試指令，最后收集每個普通節(jié)點的RSSI測量矩陣，通過串口傳輸給計算機，進行目標定位。（3）手持節(jié)點：為了方便單人進行測試，減少實驗的干擾，增加了一個手持節(jié)點，該節(jié)點可以向匯聚節(jié)點發(fā)送開始指令。這樣，被測目標就可以拿著手持節(jié)點控制測試的進行。（4）計算機：采用一臺筆記本電腦，匯聚節(jié)點將接收到的RSSI測量矩陣通過串口在計算機的顯示屏上顯示并存儲。8個普通節(jié)點的ID依次為0x0001至0x0008，節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)是按照節(jié)點的ID依次進行的，類似于令牌網(wǎng)的形式，這樣避免了網(wǎng)絡的碰撞和擁塞，保證了數(shù)據(jù)的可靠傳輸。當一個普通節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，其他普通節(jié)點則接收數(shù)據(jù)。當所有普通節(jié)點完成數(shù)據(jù)的收發(fā)后，它們會依次將收到的數(shù)據(jù)傳送給匯聚節(jié)點，最后匯聚節(jié)點通過串口將匯總的數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X的顯示屏上。利用ZigBee開發(fā)板收集數(shù)據(jù)的步驟如算法2所示。

第三章基于斯皮爾曼相關系數(shù)法的指紋法定位28通節(jié)點接收到的所有數(shù)據(jù)等分為兩部分，連續(xù)向控制節(jié)點發(fā)送兩個數(shù)據(jù)包，這樣也保證了控制節(jié)點不會一次接收的數(shù)據(jù)包過大。為了防止發(fā)送節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)包發(fā)生擁塞現(xiàn)象，造成數(shù)據(jù)丟失，規(guī)定相鄰數(shù)據(jù)包的發(fā)送間隔至少為0.5秒。根據(jù)普通節(jié)點數(shù)據(jù)包的發(fā)送模式，再編寫相應的控制節(jié)點數(shù)據(jù)包接收模式。3.2.3實驗場景基于RSSI的指紋法與幾何法聯(lián)合的室內(nèi)無源感知定位實驗是在安徽大學磬苑校區(qū)蕙園二樓重點實驗室內(nèi)進行的，實驗真實場景和模擬定位場景分別如圖3.6和圖3.7所示。在4米×4米的區(qū)域周圍，有8個無線節(jié)點，相鄰兩個節(jié)點相距2米。按逆時針方向看，節(jié)點坐標依次為（0，0）、（2，0）、（4，0）、（4，2）、（4，4）、（2，4）、（0，4）、（0，2）。將節(jié)點均勻放置在邊界處可確保無線鏈路均勻分布。實驗區(qū)域內(nèi)標記了訓練位置和測試位置，它們分別是指紋法離線指紋和在線指紋向量收集的位置。圖3.6實驗真實場景

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：2930130