本文關(guān)鍵詞：農(nóng)田環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)研究與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前國內(nèi)外備受關(guān)注的熱點研究領(lǐng)域之一,它能夠?qū)崟r監(jiān)測和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域的各種監(jiān)測對象的信息,具有廣闊的應(yīng)用前景。位置信息作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用一個基本的需求,是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用的前提。農(nóng)業(yè)環(huán)境是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要應(yīng)用領(lǐng)域,農(nóng)業(yè)環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)研究對該技術(shù)在農(nóng)業(yè)環(huán)境應(yīng)用意義重大,有必要進行深入研究。本文以麥田環(huán)境為應(yīng)用背景,在分析當(dāng)前定位技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,研究了基于測距的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù),重點從無線信號傳播模型和定位算法兩方面進行了探索,同時以ZigBee網(wǎng)絡(luò)為平臺驗證了該算法在麥田環(huán)境的可行性,具體工作和成果如下:(1)分別基于測距和非測距的分類方法介紹了當(dāng)前幾種常見的定位技術(shù)的基本原理和適用場景。測距定位技術(shù)方面,分別介紹了基于TOA、TDOA、AOA和RSSI的測距方法,然后介紹了三邊定位法、多邊極大似然估計法和角度測量法三種基于測距的定位機制。簡要介紹了幾種典型基于非測距的定位技術(shù)的基本原理。在充分介紹各種定位算法特點的基礎(chǔ)上,對比分析了各種定位技術(shù)的優(yōu)勢及局限性。(2)為探索無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信號傳播規(guī)律,基于CC2530EM構(gòu)建的ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在麥田進行了2.4 GHz無線信道路徑損耗測試,在分析信道路徑損耗變化趨勢的基礎(chǔ)上,分別對比分析了采用自由空間模型、雙射線模型、單折線和雙折線對數(shù)距離模型四種路徑損耗模型的建模結(jié)果。結(jié)果表明,自由空間模型和雙射線模型不適用于該環(huán)境下建模,單折線和雙折線對數(shù)距離模型適用于麥田環(huán)境2.4 GHz無線信道路徑損耗建模。(3)基于多種無線信道路徑損耗模型對比分析及定位需求,確定了單折線對數(shù)距離模型作為信道路徑損耗模型,并確定了最優(yōu)天線高度及信號發(fā)射功率�；谠撃Ｐ�,提出三邊定位法和質(zhì)心定位法相結(jié)合的新型三邊-質(zhì)心定位算法,并給出了算法流程與具體計算方法與參數(shù)。通過MATLAB進行了算法仿真分析,得到了仿真結(jié)果。結(jié)果表明,與傳統(tǒng)三邊定位法和質(zhì)心定位法相比,該算法能夠得到更小的定位誤差。(4)基于CC2530EM硬件平臺,將本文提出的三邊-質(zhì)心定位方法與ZigBee協(xié)議棧相結(jié)合進行定位算法開發(fā),并開發(fā)了相應(yīng)的上位機定位軟件,以圖形界面顯示定位結(jié)果,在實際麥田環(huán)境組建ZigBee網(wǎng)絡(luò)進行了驗證實驗。實驗結(jié)果表明,該算法能夠?qū)崿F(xiàn)未知節(jié)點實時定位,算法具有較高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性,同時該平臺也能穩(wěn)定運行。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點定位 無線信號路徑損耗模型 農(nóng)田環(huán)境
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S126;TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 研究內(nèi)容13-14
• 1.4 技術(shù)路線14
• 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)14-16
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)16-28
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述16-18
• 2.1.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)16-17
• 2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要特點17-18
• 2.2 節(jié)點定位技術(shù)的基本概念及分類18-22
• 2.2.1 定位技術(shù)基本術(shù)語18-19
• 2.2.2 定位性能的評價指標(biāo)19-20
• 2.2.3 基本定位算法分類20-22
• 2.3 基于測距的定位技術(shù)分析22-25
• 2.3.1 典型測距方法的基本原理22-23
• 2.3.2 基于測距的典型定位機制23-25
• 2.4 基于非測距的定位技術(shù)分析25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 麥田環(huán)境無線信道路徑損耗建模28-43
• 3.1 無線信道傳播試驗28-29
• 3.1.1 試驗裝置與所需材料28
• 3.1.2 試驗環(huán)境28
• 3.1.3 試驗方法28-29
• 3.2 信道路徑損耗變化趨勢分析29-31
• 3.3 信道路徑損耗建模分析31-42
• 3.3.1 基于自由空間模型的路徑損耗分析32-33
• 3.3.2 基于雙射線模型的路徑損耗分析33-34
• 3.3.3 基于單折線對數(shù)距離模型的路徑損耗回歸分析34-36
• 3.3.4 基于雙折線對數(shù)距離模型的路徑損耗回歸分析36-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第四章 基于RSSI測距的三邊-質(zhì)心定位算法43-52
• 4.1 節(jié)點間距計算43-44
• 4.1.1 無線信號傳播模型選擇43
• 4.1.2 節(jié)點間距計算公式43-44
• 4.2 節(jié)點坐標(biāo)計算方法44-46
• 4.3 算法流程46
• 4.4 算法驗證實驗及結(jié)果分析46-51
• 4.4.1 實驗場地設(shè)置46-47
• 4.4.2 定位結(jié)果及分析47-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第五章 定位平臺實現(xiàn)與驗證52-58
• 5.1 整體系統(tǒng)方案52
• 5.2 硬件平臺52-54
• 5.3 軟件平臺54-56
• 5.3.1 工作流程54-55
• 5.3.2 功能與界面55-56
• 5.4 平臺驗證56-57
• 5.5 本章小結(jié)57-58
• 第六章 結(jié)論和展望58-60
• 6.1 結(jié)論58
• 6.2 創(chuàng)新點58-59
• 6.3 展望59-60
• 參考文獻60-63
• 致謝63-64
• 作者簡介64

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李東岳;王英龍;魏諾;劉穎慧;于偉;郭強;;信號強度和運動向量結(jié)合的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點定位[J];電子學(xué)報;2010年S1期

2 陳維克;李文鋒;首珩;袁兵;;基于RSSI的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)加權(quán)質(zhì)心定位算法[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版);2006年02期

3 高鵬;石為人;;基于測距定向的WSNs分步求精定位算法[J];儀器儀表學(xué)報;2012年05期

  本文關(guān)鍵詞：農(nóng)田環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)研究與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：309540