本文關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)三維定位算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是集傳感器技術(shù)、微機(jī)電技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技術(shù)于一體的綜合智能信息處理平臺(tái),具有廣闊的應(yīng)用前景,已經(jīng)引起了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。它是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成,通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息,并發(fā)送給觀察者。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可廣泛應(yīng)用于公共安全、國(guó)防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家居、搶險(xiǎn)救災(zāi)等諸多領(lǐng)域。 由于傳感器節(jié)點(diǎn)在部署時(shí)的不可控制性(如通過(guò)飛機(jī)撒放),網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)節(jié)點(diǎn)位置不能事先確定,而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大量應(yīng)用都需要網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的地理位置信息,從而獲知信息來(lái)源的準(zhǔn)確位置。因此,在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,傳感器節(jié)點(diǎn)的精確定位是各種應(yīng)用的前提和基礎(chǔ)。在實(shí)際應(yīng)用中,傳感器節(jié)點(diǎn)多被隨機(jī)投放在三維空間內(nèi),這就要求定位算法能在三維立體空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)的定位�，F(xiàn)有定位算法大多數(shù)是針對(duì)平面空間進(jìn)行定位,而針對(duì)三維空間內(nèi)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的定位問(wèn)題,在國(guó)際上還沒有出現(xiàn)一種公認(rèn)的解決方法。因此,分布式、低計(jì)算復(fù)雜度、高精度的三維定位較二維定位具有更大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。本文的研究工作就是圍繞著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的三維定位這一課題進(jìn)行的。 本文首先綜述了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù),介紹了節(jié)點(diǎn)定位的基本概念、基本方法,重點(diǎn)給出了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法的幾種分類方法,然后列出了定位算法的評(píng)價(jià)指標(biāo)。 接著在對(duì)幾種典型的三維定位算法進(jìn)行深入分析研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)現(xiàn)有算法存在的問(wèn)題和不足,提出了一種基于非測(cè)距的分布式三維無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法(DRFP-3D)。該算法無(wú)需測(cè)量節(jié)點(diǎn)間的實(shí)際距離,只需要錨節(jié)點(diǎn)分級(jí)廣播它們自身的信標(biāo)信息,在錨節(jié)點(diǎn)一跳通信范圍內(nèi)的未知節(jié)點(diǎn)接收并存儲(chǔ)監(jiān)聽到的信標(biāo)信息,并根據(jù)這些信息估計(jì)自身位置。 與現(xiàn)有的基于非測(cè)距的三維定位算法相比,該算法計(jì)算量小,無(wú)需額外的節(jié)點(diǎn)硬件支持,對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚哂幸欢ǖ聂敯粜?通信開銷和定位誤差均比較小,彌補(bǔ)了目前許多方法存在的不足,非常適合低功耗的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際中的應(yīng)用。仿真結(jié)果表明,在500m×500m×50m的三維空間內(nèi),隨機(jī)放置20個(gè)錨節(jié)點(diǎn),取ANR=4,就能對(duì)97%的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位,其平均定位誤差僅為20%左右。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 三維節(jié)點(diǎn)定位 分布式 非測(cè)距 定位精度
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 符號(hào)說(shuō)明12-13
• 第一章 緒論13-16
• 1.1 引言13-15
• 1.2 本文結(jié)構(gòu)安排15-16
• 第二章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)16-26
• 2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述16-22
• 2.1.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)16-18
• 2.1.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)18-20
• 2.1.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用20-22
• 2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)與面臨的挑戰(zhàn)22-25
• 2.2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)22-24
• 2.2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)24-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第三章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)26-37
• 3.1 節(jié)點(diǎn)定位的基本概念26-28
• 3.2 計(jì)算節(jié)點(diǎn)位置的基本方法28-31
• 3.2.1 三邊測(cè)量法28-29
• 3.2.2 三角測(cè)量法29-30
• 3.2.3 極大似然估計(jì)法30-31
• 3.3 定位算法分類31-34
• 3.3.1 物理定位與符號(hào)定位31-32
• 3.3.2 絕對(duì)定位與相對(duì)定位32
• 3.3.3 基于錨節(jié)點(diǎn)的定位算法和無(wú)錨節(jié)點(diǎn)的定位算法32
• 3.3.4 集中式定位算法與分布式定位算法32-33
• 3.3.5 基于測(cè)距技術(shù)的定位和無(wú)需測(cè)距技術(shù)的定位33-34
• 3.4 定位算法的性能評(píng)價(jià)34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)三維定位算法的設(shè)計(jì)37-52
• 4.1 典型三維定位算法37-44
• 4.1.1 APIS37-38
• 4.1.2 Landscape-3D38-40
• 4.1.3 APIT-3D40-41
• 4.1.4 其它三維定位算法41-44
• 4.2 DRFP-3D44-50
• 4.2.1 空間小正方體與投票機(jī)制44-45
• 4.2.2 錨節(jié)點(diǎn)45-46
• 4.2.3 未知節(jié)點(diǎn)46-47
• 4.2.4 位置計(jì)算47-48
• 4.2.5 DRFP-3D算法的步驟48-50
• 4.3 本章小結(jié)50-52
• 第五章 算法的性能分析與仿真實(shí)驗(yàn)52-65
• 5.1 無(wú)線信號(hào)傳播的理論模型52-53
• 5.2 算法仿真53-63
• 5.2.1 系統(tǒng)參數(shù)53-54
• 5.2.2 性能指標(biāo)參數(shù)54
• 5.2.3 仿真結(jié)果與分析54-63
• 5.3 本章小結(jié)63-65
• 第六章 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 論文總結(jié)65
• 6.2 下一步工作65-67
• 參考文獻(xiàn)67-74
• 致謝74-75
• 攻讀碩士期間參與的工程項(xiàng)目和發(fā)表的論文75-76
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表76

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 劉暢;基于超分辨率TOA估計(jì)的UWB無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)三維定位方法研究[D];吉林大學(xué);2012年

2 肖忠義;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)四面質(zhì)心定位算法研究[D];太原理工大學(xué);2012年

3 李雪梅;基于DV-HOP算法的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)研究[D];太原理工大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：424226