發(fā)布時(shí)間：2017-11-03 19:19

  本文關(guān)鍵詞：基于信號(hào)強(qiáng)度比的WSN節(jié)點(diǎn)定位算法研究

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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量具有感知能力、計(jì)算能力和通信能力的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的自組織網(wǎng)絡(luò),它將邏輯上的信息世界和現(xiàn)實(shí)中的物理世界有機(jī)地融合在一起,在眾多民用和軍事領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,傳感器節(jié)點(diǎn)的位置信息在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命周期內(nèi)都至關(guān)重要。設(shè)計(jì)高效率、高精度、低能耗的節(jié)點(diǎn)定位算法,一直都是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)中,節(jié)點(diǎn)定位測量方法主要包括測距測量方法和非測距測量方法,其中非測距測量方法的優(yōu)勢在于技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用成本較低。本文針對質(zhì)心定位算法及其相關(guān)定位算法在定位精度及能量消耗方面存在的不足,結(jié)合定位技術(shù)中的非測距測量方法,分別提出了基于區(qū)域分割線的節(jié)點(diǎn)定位算法和基于信號(hào)強(qiáng)度等比線的節(jié)點(diǎn)定位算法。針對質(zhì)心定位算法及改進(jìn)的質(zhì)心定位算法(ICLA)定位精度低的問題,提出了一種基于區(qū)域分割線的節(jié)點(diǎn)定位算法。該算法通過建立區(qū)域分割數(shù)學(xué)模型,將信標(biāo)節(jié)點(diǎn)組成的三角形區(qū)域分割成若干個(gè)子區(qū)域,通過未知節(jié)點(diǎn)接收信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度比與區(qū)域分割線的信號(hào)強(qiáng)度比例因子的比較,確定未知節(jié)點(diǎn)所在子區(qū)域,利用該子區(qū)域的質(zhì)心來估計(jì)未知節(jié)點(diǎn)的位置。仿真結(jié)果表明該算法與質(zhì)心算法及ICLA定位算法相比,平均定位誤差均有不同程度的降低。相同的仿真環(huán)境下,當(dāng)節(jié)點(diǎn)通信半徑低于20m時(shí),由于未知節(jié)點(diǎn)通信范圍內(nèi)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少,三種定位算法的平均定位誤差均較大。當(dāng)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)百分比為25%~35%,通信半徑大于25m時(shí),該算法的平均定位誤差明顯小于其他兩種算法。針對質(zhì)心定位算法及APIT定位算法平均定位誤差大和信標(biāo)節(jié)點(diǎn)依賴度較高等問題,提出了一種基于信號(hào)強(qiáng)度等比線的節(jié)點(diǎn)定位算法。該算法通過未知節(jié)點(diǎn)接收到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)計(jì)算出信號(hào)強(qiáng)度比例因子,進(jìn)而根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度等比線的理論模型計(jì)算出符合定位條件的信號(hào)強(qiáng)度等比線,驗(yàn)證出不同的信號(hào)強(qiáng)度等比線的交點(diǎn)中符合要求的點(diǎn)坐標(biāo),計(jì)算符合要求點(diǎn)坐標(biāo)的均值作為未知節(jié)點(diǎn)的估計(jì)位置。仿真結(jié)果表明,該算法相比于質(zhì)心定位算法及APIT定位算法能夠有效的降低節(jié)點(diǎn)平均定位誤差,當(dāng)信號(hào)強(qiáng)度測量誤差由0.05逐漸增加至0.1時(shí),該算法的平均定位誤差在0.05~0.1范圍內(nèi)變化。在相同的仿真條件下,該算法對信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的依賴程度最低。由于該算法的計(jì)算復(fù)雜度相對較低,所以該算法的節(jié)點(diǎn)能量消耗相對較小。
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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