發(fā)布時間：2017-05-24 20:11

  本文關(guān)鍵詞：基于RSSI和APIT的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法的改進研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是最熱門的研究項目之一,能夠廣泛應(yīng)用在智能家居、工業(yè)自動化、牲畜跟蹤、國防軍事、煤礦井下人員跟蹤、環(huán)境監(jiān)測及空間探索等眾多領(lǐng)域。傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的幾個比較基本的問題包括：節(jié)點定位、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)融合、網(wǎng)絡(luò)布局、時間同步及嵌入式操作系統(tǒng)等,是一種全新的獲取信息和處理模式。其中,節(jié)點定位是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最基本最重要的一個方面。節(jié)點自身的位置信息不僅是監(jiān)測事件發(fā)生的位置或獲得其他重要信息的前提,也是提高路由效率、向管理者提供網(wǎng)絡(luò)的覆蓋質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)拓撲配置等功能的基礎(chǔ),如果沒有事件發(fā)生的位置信息就沒有任何意義。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的資源和能量都很有限,這使得節(jié)點的定位很困難。傳感器網(wǎng)絡(luò)的多樣性也決定了不存在適用于各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的通用定位算法。在傳感器網(wǎng)絡(luò)中,定位算法可以分為基于測距的定位算法和基于非測距的定位算法,基于測距的定位算法能夠?qū)崿F(xiàn)較精確的定位,但對硬件的要求較高,而基于非測距的定位算法對硬件的要求不高,但定位精度卻不足。論文通過將兩類定位算法結(jié)合的方式以兼顧兩類算法的不足,達到定位精度更高、性能更好的目的。首先,論文闡述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)的研究意義、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及具體應(yīng)用領(lǐng)域,分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點、體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議棧及其涉及的關(guān)鍵技術(shù)等基本內(nèi)容。其次,在分析了如今比較主流的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法基本原理的基礎(chǔ)上,綜合論述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法的分類及算法性能的評價標準。然后,論文對原APIT算法的不足進行了分析,引入一種兩點定位方法和將第一次己定位的盲節(jié)點升級為信標節(jié)點的思想,提出一種新的改進算法RAPIT,并對改進的算法進行修正,從而提高了算法的定位精度和覆蓋率。通過在Matlab上仿真試驗,驗證了算法的可靠性和精確性。最后,在RAPIT算法的基礎(chǔ)上,提出了一種性能更好的定位算法MAPIT,其基本的改進思想是基于移動信標節(jié)點進行定位,從而改善盲節(jié)點的定位性能。另外,依據(jù)RSSI測距方法進行輔助定位以提高算法的定位精度。而后,對原APIT算法、RAPIT算法以及MAPIT算法進行了仿真實驗,并分別基于節(jié)點密度、信標節(jié)點密度及節(jié)點的通信半徑這幾個方面對這三種算法的性能進行了詳細分析。仿真結(jié)果表明,改進的MAPIT算法的綜合性能得到了很大的改善。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 定位算法 移動信標節(jié)點 APIT RSSI
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 第一章 緒論13-17
• 1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)的背景和研究意義13-14
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.1 國外無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國內(nèi)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位的研究現(xiàn)狀15
• 1.3 無線定位的應(yīng)用領(lǐng)域15-16
• 1.4 論文的主要工作16-17
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的定位算法17-39
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)17-22
• 2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究內(nèi)容17-18
• 2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)18-19
• 2.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧19-20
• 2.1.4 傳感器網(wǎng)絡(luò)定位中的基本術(shù)語20
• 2.1.5 節(jié)點結(jié)構(gòu)20-21
• 2.1.6 傳感器節(jié)點具有的特點21-22
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位技術(shù)的基本原理22-25
• 2.2.1 基本原理22
• 2.2.2 定位算法的分類22-24
• 2.2.3 定位算法的評價準則24-25
• 2.3 基于距離的定位技術(shù)25-35
• 2.3.1 節(jié)點位置在二維空間下的計算方法25-29
• 2.3.2 節(jié)點位置在三維空間下的計算方法29-31
• 2.3.3 典型的基于測距的定位算法31-35
• 2.4 基于非距離的定位技術(shù)35-37
• 2.4.1 質(zhì)心定位算法36
• 2.4.2 DV-Hop算法36-37
• 2.4.3 APIT定位算法37
• 2.5 本章小結(jié)37-39
• 第三章 基于RSSI和APIT的定位算法改進39-48
• 3.1 典型的APIT算法39-41
• 3.1.1 APIT算法的原理39
• 3.1.2 三角形內(nèi)點的判斷39-40
• 3.1.3 確定三角形重疊區(qū)域的方法40-41
• 3.2 APIT算法的不足41-42
• 3.3 無線信號傳輸模型42-43
• 3.3.1 RSSI基本原理42
• 3.3.2 基于非測距的無線信號傳輸模型42-43
• 3.4 算法的改進43-45
• 3.4.1 兩點定位方法43-44
• 3.4.2 改進算法的執(zhí)行流程描述44-45
• 3.5 仿真結(jié)果及分析45-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 第四章 基于移動信標節(jié)點的APIT算法改進48-58
• 4.1 定位算法改進思想48-49
• 4.2 改進的MAPIT算法執(zhí)行流程描述49-50
• 4.3 算法仿真及分析50-57
• 4.3.1 節(jié)點的密度對算法仿真結(jié)果的影響52-53
• 4.3.2 信標節(jié)點密度對算法仿真結(jié)果的影響53-55
• 4.3.3 節(jié)點通信半徑對算法仿真結(jié)果的影響55-56
• 4.3.4 算法性能的綜合評價56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論與展望58-59
• 參考文獻59-63
• 致謝63

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  本文關(guān)鍵詞：基于RSSI和APIT的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法的改進研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：391845