本文關(guān)鍵詞：一種WSN中基于不同錨節(jié)點跳距修正的改進(jìn)DV-HOP算法

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【摘要】：在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)里,定位作為熱門研究方向,對推動科學(xué)發(fā)展有著重要指導(dǎo)意義。人們對自然界物理量的研究越來越離不開位置信息,而一些惡劣的環(huán)境,如火山,沙漠等地區(qū),需要對其某一物理自然量研究,必不可少地需要知道其位置信息,多數(shù)情況下,人工無法到達(dá)這些地區(qū),因此,傳感器節(jié)點的定位,重要性尤為突出。目前,定位技術(shù)已有了實質(zhì)性的突破,國內(nèi)外的學(xué)者提出了大量較優(yōu)的定位算法,但由于實際環(huán)境的復(fù)雜性,這些算法被應(yīng)用到真實環(huán)境中存在一定的局限性。因此設(shè)計出生命周期長,維護(hù)費用少,功耗低,達(dá)到高精度的節(jié)點定位算法,仍舊是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)未來在定位方面研究的課題。傳感器節(jié)點定位,主要分為需要測距和免于測距兩類。本文研究算法DV-HOP屬于無需測距一類。本文首先介紹傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論,并介紹了與定位相關(guān)的技術(shù),包括測距方法,節(jié)點坐標(biāo)計算方式等。圍繞DV-HOP算法展開了研究,參考大量文獻(xiàn),總結(jié)了一些產(chǎn)生誤差的原因,并介紹了相關(guān)改進(jìn)策略。本文在前面研究的基礎(chǔ)上,在算法定位和位置估算兩個階段進(jìn)行了改進(jìn),提出了改進(jìn)算法BDRDV,改進(jìn)算法采用接收不同錨節(jié)點跳距方式而非傳統(tǒng)的校正值方式,并對跳距進(jìn)行了修正;在坐標(biāo)計算階段,定義了一個加權(quán)系數(shù)構(gòu)成加權(quán)矩陣,并結(jié)合最小二乘法,進(jìn)一步減小了計算帶來的誤差。最后,本文借助MATLAB7.0進(jìn)行了實驗仿真,本文的算法同原DV-HOP,全網(wǎng)平均跳距的改進(jìn)DV-HOP算法,進(jìn)行對比分析,仿真顯示,本文給出改進(jìn)方案可行,在總體上定位精度較原有算法,和已有的改進(jìn)DV-HOP算法均有所提高。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 定位 DV-HOP 錨節(jié)點
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(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】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1.緒論10-18
• 1.1 選題意義10
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡介10-11
• 1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)重要技術(shù)11-13
• 1.3.1 拓?fù)淇刂?/span>11
• 1.3.2 節(jié)點定位11
• 1.3.3 數(shù)據(jù)融合11-12
• 1.3.4 網(wǎng)絡(luò)通信12
• 1.3.5 能量工程12
• 1.3.6 時間同步12-13
• 1.3.7 微型操作系統(tǒng)13
• 1.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用13-15
• 1.4.1 軍事應(yīng)用13
• 1.4.2 智能交通13-14
• 1.4.3 醫(yī)療健康14
• 1.4.4 環(huán)境監(jiān)測14
• 1.4.5 智能家居14
• 1.4.6 農(nóng)業(yè)監(jiān)測14-15
• 1.4.7 工業(yè)應(yīng)用15
• 1.5 研究現(xiàn)狀15-16
• 1.6 本文研究工作與論文組織結(jié)構(gòu)16-18
• 2.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位基本理論18-32
• 2.1 定位技術(shù)概述18-20
• 2.1.1 定位技術(shù)相關(guān)術(shù)語18
• 2.1.2 節(jié)點定位的研究內(nèi)容18-19
• 2.1.3 節(jié)點定位的主要技術(shù)挑戰(zhàn)19-20
• 2.2 定位算法分類20-21
• 2.2.1 需要測距的定位和免于測距的定位20
• 2.2.2 中心式定位和分布式定位20
• 2.2.3 絕對定位和相對定位20-21
• 2.3 節(jié)點測距技術(shù)21-23
• 2.3.1 TOA測距21
• 2.3.2 TDOA測距21-22
• 2.3.3 RSSI測距22-23
• 2.4 節(jié)點坐標(biāo)計算方法23-26
• 2.4.1 三邊測量法23-24
• 2.4.2 三角測量法24-25
• 2.4.3 極大似然估計法25-26
• 2.5 常見定位算法介紹26-30
• 2.5.1 AHLos定位算法26
• 2.5.2 Bounding Box定位算法26-27
• 2.5.3 SDP算法27-28
• 2.5.4 質(zhì)心算法28-29
• 2.5.5 APIT算法29-30
• 2.5.6 DV-HOP算法30
• 2.6 定位算法的一般評價指標(biāo)30-31
• 2.7 本章小結(jié)31-32
• 3.DV-HOP算法研究32-41
• 3.1 DV-HOP算法描述32-35
• 3.1.1 DV-HOP算法定位過程32-34
• 3.1.2 DV-HOP算法流程圖34-35
• 3.2 DV-HOP算法誤差來源35-38
• 3.2.1 節(jié)點分布不規(guī)則35-36
• 3.2.2 采用單一校正值帶來誤差36-37
• 3.2.3 多跳引起誤差37
• 3.2.4 有不能定位節(jié)點存在37-38
• 3.2.5 坐標(biāo)估算存在誤差38
• 3.3 已有改進(jìn)策略38-40
• 3.3.1 對節(jié)點分布不均進(jìn)行的改進(jìn)策略38
• 3.3.2 對節(jié)點校正值選擇進(jìn)行的改進(jìn)策略38-39
• 3.3.3 對不良節(jié)點進(jìn)行的改進(jìn)策略39
• 3.3.4 對多跳引起的誤差改進(jìn)策略39
• 3.3.5 對坐標(biāo)估算方法優(yōu)化的策略39-40
• 3.3.6 其他改進(jìn)策略40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4.WSN中基于不同錨節(jié)點跳距修正的BDRDV算法41-52
• 4.1 引言41
• 4.2 在DV-HOP定位階段的改進(jìn)41-44
• 4.2.1 采用不同錨節(jié)點跳距進(jìn)行距離估算41-42
• 4.2.2 對跳距進(jìn)行修正42-44
• 4.2.3 跳距修正示例44
• 4.3 在DV-HOP位置估計階段的改進(jìn)44-47
• 4.3.1 引入加權(quán)最小二乘法44-45
• 4.3.2 定義加權(quán)系數(shù)構(gòu)成加權(quán)矩陣45-47
• 4.4 BDRDV算法介紹47-51
• 4.4.1 BDRDV算法描述47-50
• 4.4.2 BDRDV算法流程圖50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 5.實驗仿真與分析52-61
• 5.1 實驗環(huán)境簡介52
• 5.2 實驗性能評價指標(biāo)52-53
• 5.2.1 定位誤差52-53
• 5.2.2 平均定位誤差53
• 5.2.3 錨節(jié)點數(shù)目53
• 5.3 BDRDV算法模擬與分析53-57
• 5.3.1 實驗參數(shù)設(shè)置53-54
• 5.3.2 BDRDV單次隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)誤差分析54-55
• 5.3.3 BDRDV不同通信半徑定位效果分析55-56
• 5.3.4 環(huán)境影響系數(shù)a對算法性能影響56-57
• 5.4 BDRDV算法與原算法及改進(jìn)算法對比57-60
• 5.4.1 比較算法的參數(shù)設(shè)置57
• 5.4.2 三種算法單次在同一隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中誤差分布情況57-58
• 5.4.3 通信半徑變化對各算法定位效果影響58-59
• 5.4.4 錨節(jié)點數(shù)目變化對各算法定位效果影響59-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 6.總結(jié)與展望61-63
• 6.1 工作總結(jié)61
• 6.2 研究展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況66-67
• 致謝67-68
• 作者簡介68-69

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3 王璽U，

本文編號：725431